1. 布氏硬度计国家标准
首先需要安装布氏硬度计的压头与试台,而设备的压头部分需要用无酸的汽油进行清洗,从而防止生锈,在擦拭过程中要用质地较软的纱布来进行,然后把压头装入主轴内,通过螺钉轻轻压入压头之内,接下来就是把要测定的试样平稳而密合的放在仪器的试台上,通过转动手轮使得试样在压头与固定杆之间,此时,就可以进行试验力的选择,以及试验力保持时间的选择,在选择之前,需要先打开电源开关,然后按动保持时间按钮。
这时就开始了正式的测定,通过启动按钮布氏硬度计可以自动完成一人工作的循环,等待试验结束之后,可以取下试样,然后在显微镜下面对测量试样进行表面压痕的取数,一般在中午的自然光线下比较好,这样取数比较准确。
2. 布氏硬度测量标准
常用的硬度指标有:布氏硬度(HB),洛氏硬度(HR),维氏硬度(HV),一下分别介绍。
布氏硬度HB
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
测定布氏硬度较准确可靠,布氏硬度范围为8~650HB。但一般HB只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又方便。
洛氏硬度HR
当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头,以规定的试验力使其压入试样表面。试验时,先加初试验力,然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力,在保留初试验力的情况下,根据试样表面压痕深度,确定被测金属材料的洛氏硬度值。
洛氏硬度值由h的大小确定,压入深度h越大,硬度越低;反之,则硬度越高。一般说来,按照人们习惯上的概念,数值越大,硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏硬度值,用符号HR表示。
由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数,试验时一般由试验机指示器上直接读出。
根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:
HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
洛氏硬度的三种标尺中,以HRC应用最多,一般经淬火处理的钢或工具都采用HRC测量。在中等硬度情况下,洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间关系约为1:10,如40HRC 相当于400HBS。如50HRC,表示用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内(HRC为20-70)为有效。
维氏硬度HV
维氏硬度试验原理与布氏硬度相似,也是根据压痕单位表面积上的试验力大小来计算硬度值。区别在于压头采用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体,将其以选定的试验力压入试样表面,按规定保持一定时间后卸除试验力,通过测量压痕的对角线长可以计算出压痕的表面积,试验力与压痕的表面积相除得到的商就是维氏硬度值。
维氏硬度法适用范围宽,尤其适用于测定金属镀层、薄片金属及化学热处理后的表面硬度,其结果精确可靠。当试验力小于0.2 kgf (1.961N)时,可用于测量金相组织中不同相的硬度。
试验优缺点
优点:①与布氏、洛氏硬度试验比较,维氏硬度试验不存在试验力与压头直径有一定比例关系的约束; ②不存在压头变形问题; ③压痕轮廓清晰,采用对角线长度计量,精确可靠,硬度值误差较小。
缺点:其硬度值需要先测量对角线长度,然后经计算或查表确定,故效率不如洛氏硬度试验高。根据压头形状、材料及加载大小的不同,硬度可有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度,它们适用于不同的材料。
肖氏硬度HS
肖氏硬度采用回跳实验来确定硬度值。试验方法如下:将撞销从一定高度落到试样表面,撞销发生回跳,根据回跳的高度来确定材料的硬度值。
肖氏硬度法的优点是简便易得,缺点是准确度稍差。
3. 布氏硬度计检定规程
布氏硬度计的应用比较广泛,它能对金属原材料、正火、调质和淬火件进行硬度测试。由于布氏硬度计的试验力和钢球压头都较大,压痕也大,故特别设合铸件、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料的硬度测定,它能测出较大范围内金属各组成部分的综合性能,而不受个别组织的影响,是硬度试验中很的一种试验法。读数显维镜的使用方法:
1、将读数显微镜置于硬度块或试件上,在长镜筒的缺口处用自然光或灯光照明。在视场中同时看清分划板上的字和刻线及试件上的压痕,如感觉压痕不清晰,可转动目镜调节套调至压痕轮廓清晰即可。硬度块或试件上的压痕同时清晰,这在出厂时已调整好。
2、进行测量时,先转动读数鼓轮,在读数鼓轮的圆周上刻有从0-90的数字和100格线条,每一小格为0.005mm,转动鼓轮一圈为0.5mm。
3、鼓轮刻线。目镜内有二块分划板,在固定分划板上刻有从0-8的数字,每一个数字间隔为1mm,在移动分划板上刻有用于测量的黑色刻线。当鼓轮开始转动后,刻有黑线的分划板开始移动,这时既可对压痕进行测量。
4、测量时先将刻线的内侧与压痕直径一边相切,记录测得的数据,然后再转动鼓轮,移动刻线到压痕直径的另一边,同样,用刻线的内侧与压痕直径相切,再记录测得的数据,把二个数据相减即为压痕直径的长度。用同样的方法转动900测量另一个方向压痕的直径,两个直径的算术平均值查表可得其硬度值。
4. 布氏硬度计规程
一、硬度计按材料分类可分为:
金属硬度计、橡胶硬度计、石材硬度计、水果硬度计。
二、硬度计按名称分类有:
洛氏硬度计 HR 表面洛氏硬度计 HR(15.30.45)(N,T)
维氏硬度计 HV
里氏硬度计 HL
布氏硬度计 HB(S)
肖氏硬度计 HS
邵氏硬度计 HA
韦氏硬度计 HW
巴氏硬度计 一个单位相当于压入深度0.0076mm
三、硬度计按类型分类有:
便携硬度计(手提式硬度计)、台式硬度计、多功能硬度计、超声波硬度计、视觉硬度计。
四、硬度计按示值显示分类有:
数显硬度计、指针示硬度计、读值查表硬度计。
5. 布氏硬度计精度等级
答:
布氏硬度对照表:
以下是洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度的常用范围值的对照表。
洛氏硬度 洛氏硬度 布氏硬度 维氏硬度 近似强度
HRC HRA HB 30D2 HV σ(MPa)
70 86.6 - 1037 -
69.5 86.3 - 1017 -
69 86.1 - 997 -
68.5 85.8 - 978 -
68 85.5 - 959 -
67.5 85.2 - 941 -
67 85 - 923 -
66.5 84.7 - 906 -
66 84.4 - 889 -
65.5 84.1 - 872 -
65 83.9 - 856 -
64.5 83.6 - 840 -
64 83.3 - 825 -
63.5 83.1 - 810 -
63 82.8 - 795 -
62.5 82.5 - 780 -
62 82.2 - 766 -
61.5 82 - 752 -
61 81.7 - 739 -
60.5 81.4 - 726 -
60 81.2 - 713 2607
59.5 80.9 - 700 2551
59 80.6 - 688 2496
58.5 80.3 - 676 2443
58 80.1 - 664 2391
57.5 79.8 - 653 2341
57 79.5 - 642 2293
56.5 79.3 - 631 2247
56 79 - 620 2201
55.5 78.7 - 609 2157
55 78.5 - 599 2115
54.5 78.2 - 589 2074
54 77.9 - 579 2034
53.5 77.7 - 570 1995
53 77.4 - 561 1957
52.5 77.1 551 1921
52 76.9 543 1885
51.5 76.6 534 1851
51 76.3 525 1817
50.5 76.1 517 1785
50 75.8 509 1753
49.5 75.5 501 1722
49 75.3 493 1692
48.5 75 485 1662
48 74.7 478 1635
47.5 74.5 470 1608
47 74.2 449 463 1581
46.5 73.9 442 456 1555
46 73.7 436 449 1529
45.5 73.4 430 443 1504
45 73.2 424 436 1480
44.5 72.9 413 429 1457
44 72.6 407 423 1434
43.5 72.4 401 417 1411
43 72.1 396 411 1389
42.5 71.8 391 405 1368
42 71.6 385 399 1347
41.5 71.3 380 393 1327
41 71.1 375 388 1307
40.5 70.8 370 382 1287
40 70.5 365 377 1268
39.5 70.3 360 372 1250
39 70 355 367 1232
38.5 69.7 350 362 1214
38 69.5 345 357 1197
37.5 69.2 341 352 1180
37 69 336 347 1163
36.5 68.7 332 342 1147
36 68.4 327 338 1131
35.5 68.2 323 333 1115
35 67.9 318 329 1100
34.5 67.7 314 324 1080
34 67.4 310 320 1070
33.5 67.1 306 316 1056
33 66.9 302 312 1042
32.5 66.6 298 308 1028
32 66.4 294 304 1015
31.5 66.1 291 300 1001
31 65.8 287 296 989
30.5 65.6 283 292 976
30 65.3 280 289 964
29.5 65.1 276 285 951
29 64.8 273 281 940
28.5 64.6 269 278 928
28 64.3 266 274 917
27.5 64 263 271 906
27 63.8 260 268 895
26.5 63.5 257 264 884
26 63.3 254 261 874
25.5 63 251 258 864
25 62.8 248 255 854
24.5 62.5 245 252 844
24 62.2 242 249 835
23.5 62 240 246 825
23 61.7 237 243 816
22.5 61.5 234 240 808
22 61.2 232 237 799
6. 布氏硬度计国家标准误差
硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬的判据,是一个综合的物理量。
用直径为D的淬火钢球或硬质合金球,以相应的试验力F压入试样表面,保持规定的时间后卸除试验力,在试样表面留下球形压痕,布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。
用淬火钢球作压头时,布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头,布氏硬度用符号“HBW”表示。200HBW10/300 :即表示用10mm的硬质钢球作压头,在300kgf(2940N)的试验力作用下,保持时间为01-15s后所测得的硬度值为200布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(参照GB/T231-1984),生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件,以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。
7. 布氏硬度国标对照表
洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度对照表
以下是洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度的常用范围值的对照表。
洛氏硬度 洛氏硬度 布氏硬度 维氏硬度 近似强度
HRC HRA HB 30D2 HV σ(MPa)
70 86.6 - 1037 -
69.5 86.3 - 1017 -
69 86.1 - 997 -
68.5 85.8 - 978 -
68 85.5 - 959 -
67.5 85.2 - 941 -
67 85 - 923 -
66.5 84.7 - 906 -
66 84.4 - 889 -
65.5 84.1 - 872 -
65 83.9 - 856 -
64.5 83.6 - 840 -
64 83.3 - 825 -
63.5 83.1 - 810 -
63 82.8 - 795 -
62.5 82.5 - 780 -
62 82.2 - 766 -
61.5 82 - 752 -
61 81.7 - 739 -
60.5 81.4 - 726 -
60 81.2 - 713 2607
59.5 80.9 - 700 2551
59 80.6 - 688 2496
58.5 80.3 - 676 2443
58 80.1 - 664 2391
57.5 79.8 - 653 2341
57 79.5 - 642 2293
56.5 79.3 - 631 2247
56 79 - 620 2201
55.5 78.7 - 609 2157
55 78.5 - 599 2115
54.5 78.2 - 589 2074
54 77.9 - 579 2034
53.5 77.7 - 570 1995
53 77.4 - 561 1957
52.5 77.1 551 1921
52 76.9 543 1885
51.5 76.6 534 1851
51 76.3 525 1817
50.5 76.1 517 1785
50 75.8 509 1753
49.5 75.5 501 1722
49 75.3 493 1692
48.5 75 485 1662
48 74.7 478 1635
47.5 74.5 470 1608
47 74.2 449 463 1581
46.5 73.9 442 456 1555
46 73.7 436 449 1529
45.5 73.4 430 443 1504
45 73.2 424 436 1480
44.5 72.9 413 429 1457
44 72.6 407 423 1434
43.5 72.4 401 417 1411
43 72.1 396 411 1389
42.5 71.8 391 405 1368
42 71.6 385 399 1347
41.5 71.3 380 393 1327
41 71.1 375 388 1307
40.5 70.8 370 382 1287
40 70.5 365 377 1268
39.5 70.3 360 372 1250
39 70 355 367 1232
38.5 69.7 350 362 1214
38 69.5 345 357 1197
37.5 69.2 341 352 1180
37 69 336 347 1163
36.5 68.7 332 342 1147
36 68.4 327 338 1131
35.5 68.2 323 333 1115
35 67.9 318 329 1100
34.5 67.7 314 324 1080
34 67.4 310 320 1070
33.5 67.1 306 316 1056
33 66.9 302 312 1042
32.5 66.6 298 308 1028
32 66.4 294 304 1015
31.5 66.1 291 300 1001
31 65.8 287 296 989
30.5 65.6 283 292 976
30 65.3 280 289 964
29.5 65.1 276 285 951
29 64.8 273 281 940
28.5 64.6 269 278 928
28 64.3 266 274 917
27.5 64 263 271 906
27 63.8 260 268 895
26.5 63.5 257 264 884
26 63.3 254 261 874
25.5 63 251 258 864
25 62.8 248 255 854
24.5 62.5 245 252 844
24 62.2 242 249 835
23.5 62 240 246 825
23 61.7 237 243 816
22.5 61.5 234 240 808
22 61.2 232 237 799
8. 布氏硬度计适用范围
布氏硬度采用的是500-3000kg载荷,10mm直径钢球压入材料表面,确定材料的硬度。保压时间通常为30S,随后测试压痕直径,测试两次,取平均值。
9. 布氏硬度执行标准
45钢的布氏硬度197
布氏硬度是表示材料硬度的一种标准。由布氏硬度计测定。由瑞典人布纳瑞(J.A.Brinell)首先提出,故称布氏硬度。
用一定大小的载荷P把直径为D的淬火钢球压入被测金属材料表面,保持一段时间后卸除载荷。载荷P与压痕表面积F的比值即为布氏硬度值,记作HB。