布氏硬度計(jì)

布氏硬度計(jì)是測量金屬布氏硬度的精密計(jì)量儀器 [1]  。

布氏硬度計(jì)主要用于鑄鐵、鋼材、有色金屬及軟合金等材料的硬度測定，布氏硬度試驗(yàn)是所有硬度試驗(yàn)中壓痕大的一種試驗(yàn)法，它能反映出材料的綜合性能，不受試樣組織顯微偏析及成分不均勻的影響，所以它是一種精度較高的硬度試驗(yàn)法。

氏硬度計(jì)可用于測試鑄件、鍛件、供貨狀態(tài)的鋼材、有色金屬及經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理的半成品鋼鐵工件。 這是一種可以在車間使用的便攜式儀器，操作簡單，攜帶方便，可現(xiàn)場測試大型工件而不必取樣，可實(shí)現(xiàn)大型工件的逐件檢測。

布氏硬度計(jì)

布氏硬度計(jì)主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗(yàn)還可用于有色金屬和軟鋼，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測，由于壓痕較大，一般不用于成品檢測。

布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣，布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問題，即試驗(yàn)力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的，而是要遵循一定的規(guī)則，并且要注意試驗(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜。

布氏硬度計(jì)的工作原理把一定直徑的鋼球，在一定試驗(yàn)力作用下,以一定的速度壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定的試驗(yàn)力保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力。以試樣壓痕球形表面積上的平均壓力來表示金屬的布氏硬度值。

技術(shù)要求

編輯

布氏硬度計(jì)是測量金屬布氏硬度的精密計(jì)量儀器，盡管布氏硬度計(jì)種類較多，構(gòu)造各異，但必須滿足下述的技術(shù)要求。

1. 布氏硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足《金屬布氏硬度試驗(yàn)方法》國家標(biāo)準(zhǔn)中對試驗(yàn)規(guī)范的要求。

（1）布氏硬度計(jì)應(yīng)配有上述標(biāo)準(zhǔn)要求的各種規(guī)格的球體壓頭。其允許的直徑公差、表面質(zhì)量以及對球體 的硬度要求見表。

（2）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)可根據(jù)需要施加預(yù)定的試驗(yàn)力或 9.807～29420N（1～3000kgf）范圍內(nèi)的試驗(yàn)力。

（3）應(yīng)能均勻平穩(wěn)地施加試驗(yàn)力，不得有沖擊和振動。試驗(yàn)力施加時(shí)間為2～8s，并能根據(jù)試驗(yàn)材料的性質(zhì)選擇和控制試驗(yàn)力保持時(shí)間。

2. 布氏硬度計(jì)應(yīng)滿足檢定規(guī)程的要求

（1）布氏硬度計(jì)的試驗(yàn)力允許誤差應(yīng)不大于 ±1.0%，變動度不大于1.0%。

（2）關(guān)于布氏硬度計(jì)的示值誤差和示值重復(fù)性的問題，布氏硬度計(jì)的示值誤差是指被檢硬度計(jì)顯示的硬度值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的相對誤差。檢查時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)塊上均勻分布地測定5點(diǎn)，用5點(diǎn)算術(shù)平均值按下式計(jì)算其示值誤差。

式中

——5點(diǎn)硬度算術(shù)平均值；H——標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的硬度值。

布氏硬示值重復(fù)性的要求是為了保證硬度計(jì)的工作穩(wěn)定性和減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性。硬度計(jì)運(yùn)動部件產(chǎn)生較大摩擦或刀刃、刀墊松動及磨損、球體在壓頭套內(nèi)固定不牢等，均會使示值變動度變大。另外，示值重復(fù)性還與標(biāo)準(zhǔn)塊的不均勻度有關(guān)。

硬度計(jì)示值誤差和示值重復(fù)性的要求見表。

一般情況下，布氏硬度計(jì)的檢定主要檢查其試驗(yàn) 力、示值誤差及示值重復(fù)性。當(dāng)檢查不合格時(shí)，則應(yīng)檢查其垂直度、同軸度、壓痕測量裝置及壓頭等 

特點(diǎn)

壓痕

采用3000kg試驗(yàn)力，10mm球，壓出的壓痕可準(zhǔn)確反映鑄鐵、鑄鋼、鍛件等粗大晶粒材料的真實(shí)硬度。測試后留下的壓痕可以在任何時(shí)間重復(fù)檢

真實(shí)準(zhǔn)確

按照真實(shí)的布氏硬度試驗(yàn)原理測試，與臺式布氏硬度計(jì)原理相同，并非其他便攜式儀器（例如里氏硬度計(jì)）得到的失真較大的換算值

測試精確

試驗(yàn)力校準(zhǔn)精度為載荷的0.5%，硬度測試精度與臺式機(jī)相同。

任意方向

沒有方向限制，可用于任意方向上的測量：包括上面，下面，側(cè)

優(yōu)點(diǎn)

布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直徑球壓頭，3000Kg試驗(yàn)力，其壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值，面不受個(gè)別組成相及微小不均勻度的影響，因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。它的試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，精度高于洛氏，低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系。

布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是硬度代表性好，布氏硬度試驗(yàn)一般采用的硬質(zhì)合金球壓頭直徑比較大試驗(yàn)力可以高達(dá)3000kg，其壓痕面積比較大，能排除金屬材料微小池同內(nèi)組成相的差異影響，全面反映出多晶體的金屬材料的綜合 能的平均值，因此特別適用于灰鑄鐵、退火鋼，軸承合金等晶粒粗大的金屬材料的測定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性好，結(jié)果也穩(wěn)定。并且研究表明佰氏硬度值 抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系 。