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萊州市恒儀試驗(yàn)儀器有限公司
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布氏硬度計(jì)鋼球硬度和試樣硬度不符合規(guī)定時(shí)引起的誤差
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| 發(fā)布時(shí)間：2018-10-25 閱讀：278次 |
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在進(jìn)行布氏硬度計(jì)試驗(yàn)時(shí)，理想情況是鋼球硬度應(yīng)足夠大，以致對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒有影響，但 這是不可能的。鋼球在試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，要產(chǎn)
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在進(jìn)行布氏硬度計(jì)試驗(yàn)時(shí)，理想情況是鋼球硬度應(yīng)足夠大，以致對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒有影響，但 這是不可能的。鋼球在試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，要產(chǎn)生彈性和塑性變形。由于鋼球的變 形，使鋼球成為類似橢圓球體的形狀，而且這個(gè)橢圓球體是沿短軸方向壓入試樣表面，這就 相當(dāng)鋼球直徑增大，使壓痕直徑增大，硬度值降低。鋼球變形量的大小與鋼球硬度有關(guān)。鋼 球硬度越低，鋼球變形越大，使壓痕直徑變大，硬度值降低；鋼球變形量的大小，不但與鋼 球本身硬度有關(guān)，而且與試樣梗度有關(guān)，當(dāng)試樣硬度超過450?
所示是布氏硬度計(jì)值與鋼球硬度關(guān)系示意曲線。由圖2—18所 示曲線可以看出，當(dāng)鋼球的維氏硬度低于850HV10時(shí)，被測 試樣的硬度值將開始明顯降低。（恒儀硬度計(jì)&金相制樣設(shè)備 http://menxue.net）
因此，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件中，規(guī)定鋼球硬度不得低于850HV10,試樣硬度不得高于450 HBS。當(dāng)鋼球硬度低于850HV10,將引起負(fù)的硬度測量誤??
差。?? ?硬度關(guān)系曲線
在討論布氏硬度值與壓入角關(guān)系時(shí)，曾提到金屬的布氏硬度數(shù)值與維氏硬度數(shù)值，特別 是在低硬度范圍時(shí)是比較接近的。試驗(yàn)結(jié)果表明，試樣硬度為214HBS時(shí)，布氏硬度數(shù)值與維 氏硬度數(shù)值是非常一致的，此時(shí)試樣的維氏硬度為214HV。隨著試樣硬度的増高，布氏硬度 數(shù)值較維氏梗度數(shù)值逐漸有所偏低，當(dāng)試樣布氏硬度為370HBS時(shí)，維氏硬度則為377HV;
當(dāng)試樣硬度趄過450HBS時(shí)，布氏硬度數(shù)值較維氏硬度數(shù)值偏低得更多。例如，在試樣布氏 硬度為501HBS時(shí)，試樣的維氏硬度為525HV。隨著試樣硬度的増高，布氏硬度數(shù)值較維氏 硬度數(shù)值越來越低，其主要原因是由于隨著試樣硬度増高，鋼球變形逐漸加大，而維氏硬度 試驗(yàn)用的是金剛石壓頭，變形量的變化極小，可以忽略不計(jì)。
為了擴(kuò)大布氏硬度試驗(yàn)的應(yīng)用范圍，使得對(duì)于布氏硬度大于450HBS的試樣也能進(jìn)行布 氏硬度試驗(yàn)，我國和國際上很多國家一樣，已開始采用硬質(zhì)合金球類進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)。
維氏硬度不低于1500HV的硬質(zhì)合金球進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，可對(duì)硬度高達(dá)650HBW的試樣 進(jìn)行測定。當(dāng)硬質(zhì)合金球硬度不低于1 500HV，試樣硬度不高于650HBW時(shí)，可以近似認(rèn)為布 氏硬度值與硬質(zhì)合金球硬度無關(guān)，如不符合上述要求，則會(huì)使硬度值降低。很顯然，用一般鋼 球和硬質(zhì)合金球?qū)ν辉嚇舆M(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)所得的布氏硬度值特別是在高硬度范圍時(shí)，會(huì) 有很大差異的。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)試樣硬度較高時(shí)，用硬質(zhì)合金球較鋼球所得布氏硬度值約 高17%。因此，規(guī)定了在布氏硬度量和單位的符號(hào)中，以S和PF分別表示鋼球和硬質(zhì)合金球 為壓頭進(jìn)行的試驗(yàn)，以作區(qū)別。
既然硬質(zhì)合金壓頭的應(yīng)用范圍較寬，包栝了鋼球壓頭的應(yīng)用范圍，為什么不取消鋼球壓 頭呢？其主要原因正是由于用鋼球壓頭和硬質(zhì)合金球壓頭進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)時(shí)所得的結(jié)果存 在著差異。硬質(zhì)合金球壓頭剛剛開始應(yīng)用，現(xiàn)在很多產(chǎn)品都是由鋼球壓頭的布氏硬度試驗(yàn)來 判斷其質(zhì)量好壞，如果要用硬質(zhì)合金球壓頭代替，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，勢必做大量實(shí)驗(yàn)，修 改技術(shù)文件對(duì)產(chǎn)品的硬度值的要求，這將是一件非常復(fù)雜的工作。其次，鋼球壓頭來源豐 富、價(jià)格低廉，因此在以后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，不可能取消鋼球壓頭，總的趨勢是鋼球壓頭和 硬質(zhì)合金球壓頭同時(shí)得到應(yīng)用，而硬質(zhì)合金球壓頭的應(yīng)用逐漸増多。
?鋼球表面粗糙度不符合要求引起的布氏班度瀾董誤差
隨著鋼球表面粗糙度的増大，鋼球壓入過程中的摩擦阻力増加，使得壓痕直徑減小，布 氏硬度值升高。試驗(yàn)結(jié)果表明，用浸蝕過的鋼球?qū)τ捕戎敌∮?30HBS的試件進(jìn)行布氏硬度 試驗(yàn)，其硬度值升高4勢左右。鋼球表面粗糙度對(duì)硬度 g 較高的試樣影響較小，對(duì)硬度較低的試樣影響較大。??
圖2—I9所示是布氏硬度值與鋼球表面粗糙度關(guān)系示 意曲線。所示曲線可見，當(dāng)鋼球表面租糙度大 于0.04 pm時(shí)，布氏碩度值開始明顯升高。因此，可以把 鋼球表面粗糙度R.a<〇.Q4Hm認(rèn)為是足夠小，以致對(duì)試 驗(yàn)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)。在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件中，規(guī)定鋼球表面粗糙度Ra不得大于0.04 Pm。否則，將引起正?? ?圖2—19布氏硬度值與鋼球表面
的布氏硬度測量誤差。
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