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布氏硬度检测方法
发布时间：2015.09.16 阅读量：1324
布氏硬度检测方法最初是在1899~1900年间由瑞典工程师布利奈尔在研究热处理对轧钢组织影响时提出来的。这种方法使用最早，由于其压印痕较大，因而硬度值受试样组织显微偏析及成分不均匀的影响轻微，检测结果分散度小，复现性好，能比较客观的反映出材料的客观硬度。这正是布氏检测方法成为最广泛和常用的硬度检测方法之一的原因。
原理
在规定的检测力（F）作用下，将一定直径（D）的硬质合金球压入试样表面，保持一定时间，然后去除检测力。测量试样表面上所压印痕直径（d）。根据d可以计算处压痕凹印面积（A）。布氏硬度值是检测力除以压痕球形表面积（A）所得的商。单位为9.807值低；反之则硬度值高。
在进行布氏硬度试验时，照常理分析，即用同一球体对应同一试样，当变换试验力时，凹印面积会有变化，试验力大压痕深，凹印面积大；试验力小压痕浅，凹印面积小，但单位面积上的抗力应是相同的，即布氏硬度值应为常数。对于不同硬软的试样，当变换试验力时应有对应的差值，保证不同材料的可比性。实际上，在硬度检测中试验力与球任意变换时，直径的变化与凹印面积的变化在球冠与接近球径处是非线性关系的，对于硬软差异大的材料，压头压入深浅不同其应力状况也是复杂的。所以，上述理想状况不存在。也就是说，在布氏硬度试验中，不能任意选择压头和试验力，必须遵守一定的规则，这就提出了相似原理问题。
相似原理的应用，在布氏硬度试验方法中是非常重要的，对它应有清楚的认识和理解才能运用自如和获得较准确以及可比较的数据。对于硬度不同的各种材料，如能采用变换试验力和相应变换压头球径的办法获得统一的压入角（见图2—2），这就可能获得准确的可比的硬度值。但在实际工作中，由于材料的千差万别，不同材料硬度值的变化范围很大，目前还不能实现这一技术要求。因此，进行布式硬度试验时，为了得到较理想的结果和技术上又便于实现的办法，注意选择试验力和球径的合理搭配，控制压入角（α）和压痕直径（d）在一定范围内变化，就能获得对同一种材料有相同的硬度值；对不同硬度的材料能获得可比较的硬度植的结果。
应用范围及优缺点
由于布氏硬度检测采用的压力大，压头球径大，压痕直径大，它适合具有大晶粒金属材料的硬度测定。例如铸铁、有色金属及其合金，各种退火、调质处理后以及大多数出厂供货的钢材等。特别是对于较软的金属，如纯铝、铜、铅、锡、锌等及其合金，测定出的硬度是很准确的。此种方法具有高的测量精度，因此复现性和代表性好。
它的不足之处是：操作时间较长，对不同硬软材料试样要选择和更换压头及检测力，压痕测量也稍费时。
检测方法和技术条件
1.检测应严格遵照GB/T 231.1—2003《金属布氏硬度试验》规定执行。
2.检测应在10～35℃温度下进行。对温度有较高要求的试验，应控制在（23土5）℃之内。
3.应按表2―3中规定选用球径和检测力。
4.试样的检测面应是光滑平面，不应有氧化物和外来污物。检测面粗糙度必须保证压痕直径能精确地测量，Ra一般不大于1.6μm 。
日常检查方法
直接检验方法对于日常检查会消耗很多时间和财力，建议采用如下方法检查布氏硬度计。
每天试验前对硬度计至少进行一次检查。
检查之前，至少预压两个压痕以保证试样和压头处于稳定状态。预测的数据不应使用。
在标准硬度块上至少压出一个压痕。选择的标准块硬度值应与试验材料的硬度接近，如果硬度读数的平均值与标准块硬度值之差在表32—1中规定的规范之内时，则认为硬度计合格，如果超差，应进行直接检验。
原理
在规定的检测力（F）作用下，将一定直径（D）的硬质合金球压入试样表面，保持一定时间，然后去除检测力。测量试样表面上所压印痕直径（d）。根据d可以计算处压痕凹印面积（A）。布氏硬度值是检测力除以压痕球形表面积（A）所得的商。单位为9.807值低；反之则硬度值高。
在进行布氏硬度试验时，照常理分析，即用同一球体对应同一试样，当变换试验力时，凹印面积会有变化，试验力大压痕深，凹印面积大；试验力小压痕浅，凹印面积小，但单位面积上的抗力应是相同的，即布氏硬度值应为常数。对于不同硬软的试样，当变换试验力时应有对应的差值，保证不同材料的可比性。实际上，在硬度检测中试验力与球任意变换时，直径的变化与凹印面积的变化在球冠与接近球径处是非线性关系的，对于硬软差异大的材料，压头压入深浅不同其应力状况也是复杂的。所以，上述理想状况不存在。也就是说，在布氏硬度试验中，不能任意选择压头和试验力，必须遵守一定的规则，这就提出了相似原理问题。
相似原理的应用，在布氏硬度试验方法中是非常重要的，对它应有清楚的认识和理解才能运用自如和获得较准确以及可比较的数据。对于硬度不同的各种材料，如能采用变换试验力和相应变换压头球径的办法获得统一的压入角（见图2—2），这就可能获得准确的可比的硬度值。但在实际工作中，由于材料的千差万别，不同材料硬度值的变化范围很大，目前还不能实现这一技术要求。因此，进行布式硬度试验时，为了得到较理想的结果和技术上又便于实现的办法，注意选择试验力和球径的合理搭配，控制压入角（α）和压痕直径（d）在一定范围内变化，就能获得对同一种材料有相同的硬度值；对不同硬度的材料能获得可比较的硬度植的结果。
应用范围及优缺点
由于布氏硬度检测采用的压力大，压头球径大，压痕直径大，它适合具有大晶粒金属材料的硬度测定。例如铸铁、有色金属及其合金，各种退火、调质处理后以及大多数出厂供货的钢材等。特别是对于较软的金属，如纯铝、铜、铅、锡、锌等及其合金，测定出的硬度是很准确的。此种方法具有高的测量精度，因此复现性和代表性好。
它的不足之处是：操作时间较长，对不同硬软材料试样要选择和更换压头及检测力，压痕测量也稍费时。
检测方法和技术条件
1.检测应严格遵照GB/T 231.1—2003《金属布氏硬度试验》规定执行。
2.检测应在10～35℃温度下进行。对温度有较高要求的试验，应控制在（23土5）℃之内。
3.应按表2―3中规定选用球径和检测力。
4.试样的检测面应是光滑平面，不应有氧化物和外来污物。检测面粗糙度必须保证压痕直径能精确地测量，Ra一般不大于1.6μm 。
日常检查方法
直接检验方法对于日常检查会消耗很多时间和财力，建议采用如下方法检查布氏硬度计。
每天试验前对硬度计至少进行一次检查。
检查之前，至少预压两个压痕以保证试样和压头处于稳定状态。预测的数据不应使用。
在标准硬度块上至少压出一个压痕。选择的标准块硬度值应与试验材料的硬度接近，如果硬度读数的平均值与标准块硬度值之差在表32—1中规定的规范之内时，则认为硬度计合格，如果超差，应进行直接检验。
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