文档介绍：布氏硬度计检定和故障分析
摘要:随着经济发展,布氏硬度计的应用越来越广,研究如何确保布氏硬度计的测量准确性具有重要意义。文章在阐述了布氏硬度的基本原理的基础上,结合实际,介绍了影响测量准确性的因素,并提出了提高测量准确性的方法,对确保布氏硬度计的测量精度和准确性具有重要意义。
关键词:布氏硬度计;硬度计检定;误差分析
布氏硬度试验的优点是硬度代表性好,布氏硬度试验一般采用的硬质合金球压头直径比较大()试验力可以高达3000kg,其压痕面积比较大,能排除金属材料微小范围内组成相的差异影响,全面反映出多晶体的金属材料的综合性能的平均值,因此特别适用于灰铸铁、退火钢,轴承合金等晶粒粗大的金属材料的测定,试验数据重复性好,结果也稳定。并且研究表明布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。目前广泛应用于企事业单位的生产制造检验领域,此外,布氏硬度试验还可以用于塑料等某些非金属材料硬度的测定。
1 布氏硬度的原理
布氏硬度(Brinell Hardness)的测定原理如图1所示,是用一定大小的试验力F(N)(力的单位原来通常为公斤力kgf,现通常为N,注:1kgf=,1N=
≈),把直径为D(mm)的硬质合金球压入被测材料的表面(图1),根据不同材料保持一定的时间后,卸除试验力,以此时所加之荷重F除以球面压痕之表面积A,所得之商即为布氏硬度,见式(1):
(1)
日常使用以及检定中,一般用压痕测量装置测出压痕垂直方向的两直径数值,取其平均值,然后套用公式就可以算出布氏硬度HBW值,也可根据测量得出的直径平均值,从布氏硬度表中直接找出对应的HBW值,布氏硬度的上限为650HBW。
2 布氏硬度计的检定
布氏硬度计应符合外观安装等通用要求。硬度计的检定对环境温度的要求是(23±5)℃。在此温度以外进行的硬度及后续检定和使用中检定环境温度不应低于10℃和不应高于35℃,检定时的温度应同时在检定记录和证书中标明。检定时周围环境应该保持清洁,没有影响检定的振动干扰源,环境中没有腐蚀性?馓濉?
布氏硬度计示值检定:根据设定好的压力值和球头直径选择好标准块,测定五点布氏硬度值,五个点需均匀分布的,压痕中心与其他压痕的距离要大于或者等于压痕直径的三倍。,测量压痕相互垂直方向的两直径值,取其平均值,所取的两直径之间数值差异不能大于百分之一。
硬度计示值误差按式(2)计算:
(2)
式中:?啄-硬度计的示值误差;Hj-硬度计的示值(取测试的五个
点的硬度平均值);Hk-硬度块的硬度值。
硬度计示值重复性按式(3)计算
(3)
式中:Hcf-硬度计示值重复性;Hmax-测试的五点硬度中最大值;Hmin-测试的五点硬度中最小值;Hj-硬度计的示值(取测试的五个点的硬度平均值)。
硬度计的示值误差和示值重复性均应符合国家检定规程要求。
3 布氏硬度计的误差分析
实际检定过程中常常会发现测定的硬度值与标准硬度块示值不一致,造成这种误差的原因有很多,主要有如下几种:
(1)施加的试验力不准,硬度计内部两个杠杆出现问题,常见固定杠杆的螺丝松动,杠杆