文档介绍：布氏硬度试验原理?对一定直径硬质合金球施加试验力压入试样表面,经规定保持时间后,卸除试验力,测量出试样表面的压痕直径?布氏硬度与试验力除以压痕表面积的商成正比。压痕被看作是具有一定半径的球形,压痕的表面积通过压痕的平均直径和压头直径计算得到。?式中F—试验力,N;?S—压痕表面积,mm2;?D—硬质合金球直径,mm;?h一压痕深度,mm。 FHBWS Dh? ????(1)在实际试验时,由于压痕深度h测量比较困难,而测量压痕直径d比较方便,=(2)代入1式得: HBW=3式中只有d是变数,试验时只要测量出压痕直径d,可通过计算或查布氏硬度数值表即可得出HBW值。2 22D D d? ?2 ( )FD D D d??? ?(3)。然而实际情况是,所测试金属材料有硬有软,试件有厚有薄,有大有小,如果只采用一种标准的试验力和压球直径,就会出现对硬的材料合适,而对软的材料会发生压球陷入金属材料内的现象;对厚的材料合适,而对薄的材料可能发生压透的现象。因此在布氏硬度试验时,要求根据试样的材料硬度和厚度,选用大小不同的试验力和压头直径。在这种情况下,为了使得同一材料的试样所测得的布氏硬度值相同,或在不同的试样上所测得的结果具有可比性,就必须应用“压痕相似原理”来解决。布氏硬度压痕相似原理右图所示的两个不同直径D1和D2的球体,分别在不同的试验力F1和F2作用下压入试样表面的情况。由图可见,只有在压入角(即通过压痕直径两端所引球体半径的夹角)保持不变的条件下,才能使所测定的硬度值相同。F与D之间必须保持一定的制约关系。压痕相似原理从图2看出,d与压入角有下列几何关系:代入式(3)得:HBW=(1 1 sin )2FD??? ?? ?2sin?Dd?由上式可见,要保证对同一材料测得的布氏硬度值相同,必须使压入角为常数,此外还必须使F/D2值为常数。但是F/D2值与并不是相互独立的参量,它们之间也存在一定关系。(4)根据大量试验结果可以证明:式中A是与材料有关的常数。由此可见,试验时只要保持F/D2值为一常数,就可使压入角保持不变,从而保证得到几何相似的压痕。注:为了得到准确的试验结果,除F与D应满足这一选配原则外, ~,否则试验结果无效。2sin2FAD??(5)布氏硬度表示方法?布氏硬度用符号HBW表示。?符号HBW之前书写硬度值,符号后面依次表示球体直径、试验力及试验力保持时间。当试验力保持时间为10s-15s时不标注。例如264HBW5/(750kgf)试验力作用下,保持10s~15s测得的布氏硬度值为264。?布氏硬度适用于退火、正火状态的钢铁件、铸铁、有色金属及其合金,特别对较软金属,如铝合金等更为适宜。?布氏硬度试验时一般采用较大直径球体压头,所得压痕面积较大,因而测得的硬度值能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能,而不受个别组成相及微小不均匀性的影响。压痕较大的另一优点是所测试验数据稳定,重复性强。?布氏硬度的缺点是对不同的材料需要更换压头和改变试验力,压痕直径的测量也较麻烦,效率不高。同时,由于压痕较大,对成品件不宜采用。适用范围: