金属硬度检测方法
图1布氏硬度试验原理 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) =  ……………… （1-3）式中：F —— 试验力，N； S —— 压痕表面积，mm； D —— 球压头直径，mm； h —— 压痕深度， mm； d —— 压痕直径，mm 1.2布氏 ………… （１－４）  图1-2布氏硬度压痕相似原理 这个规则来源于相似律。根据相似律，在图1-2中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面，压痕直径d1、d2是不同的，但是只要压入角 1、2相同，压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下，采用不同的试验力和不同直径的球压头，在同一试样上测得的硬度值是相同的，在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2，在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。1.4.2规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围： 0.24D < d < 0.6D ………… （１－５） 否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明，当压头直径在0.24D～0.6D之间时，测得的硬度值与试验力大小无关。布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为  10mm、5mm、2.5mm、1mm共4种。布氏硬度试验可选择的0.102F/D2值为30、15、10、5、2.5、1共6种。标准GB/T231.1—2002中规定的试验条件如表1-1所示。 表1-1布氏硬度试验条件
表1-2试验力—压头直径平方之比的选择
标准GB/T231.1—2002中规定，对于钢只有一种选择，就是0.102F/D2=30，对于其他材料，根据其不同的硬度范围，有2～3种0.102F/D2值可供选择。 1.4.3布氏硬度试验条件的选择过程： 1.4.3.1根据材料种类和硬度范围，按表1－2选择0.102F/D2值，一般较硬的材料选择较高的0.102F/D2值，较软的材料选择较低的0.102F/D2值，钢铁材料只选择0.102F/D2＝30一个值。 1.4.3.2根据试样的厚度和大小选择压头直径D和试验力F，对于较厚、较大的试样，应尽量选用 10mm的压头和相应的试验力，因为这样最能体现布氏硬度计的特点。对于较薄、较小的试样，应选用较小的压头和较小的试验力。以保证满足布氏硬度试验关于“试样厚度应大于压痕深度的8倍”的要求。1.4.3.3完成上述选择之后应进行初步试验，确定压痕直径是否满足0.24D < d < 0.6D。如果满足这一要求，就可进行正式测试，并查表得到布氏硬度值。如果不满足这一要求，当压痕直径小于0.24D时，说明压痕过小，应重新选择大一些的试验力。当压痕直径大于0.6D时，说明压痕过大，应重新选择小一些的试验力。 1.5布氏硬度与抗拉强度的关系 由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能，因此布氏硬度与材料的其他机械性能关系密切，尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系： σb=K·HB ……………… (1-6) 式中：σb—抗拉强度值，MN/m2； K—常数，不同材料有不同的数值。 通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值，这样既可以提高工作效率，又可以节省材料。 部分金属材料的换算关系如1-3表所示。
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