GBT-231-金屬材料-布氏硬度試驗(yàn)

GB/T231金屬材料布氏硬度試驗(yàn)檢測部產(chǎn)品站二○一四年十月二十日1精選2021版課件目錄一、試驗(yàn)原理二、布氏硬度表示方法三、試樣四、試驗(yàn)操作要點(diǎn)五、試驗(yàn)結(jié)果處理六、應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)2精選2021版課件標(biāo)準(zhǔn)組成GB/T231《金屬材料布氏硬度試驗(yàn)》分為如下四個(gè)部分：——第1部分：試驗(yàn)方法——第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)——第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定——第4部分：硬度值表3精選2021版課件一試驗(yàn)原理（1）試驗(yàn)時(shí)，用一定直徑的硬質(zhì)合金球施加規(guī)定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，試樣表面就殘留壓痕，測量出壓痕直徑（見圖1），求得壓痕球形表面積。布氏硬度值HB是試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商再乘以0.102。即

………（1）式中:g——標(biāo)準(zhǔn)重力加速度為9.80665F——試驗(yàn)力，N;S——壓痕面積，mm2；h——壓痕深度，mm。圖1布氏硬度試驗(yàn)原理4精選2021版課件一試驗(yàn)原理（2）在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，由于壓痕深度h測量比較困難，而測量壓痕直徑d比較方便，因此將上式中h換算成d的關(guān)系。從圖2直角三角形OAB的關(guān)系中可以求出：

………（2）將式（2）代入式（1）得

………（3）

式（3）中只有d是變數(shù)，試驗(yàn)時(shí)只要測量出壓痕直徑d，可通過計(jì)算或查布氏硬度數(shù)值表即可得出HB值。圖2壓痕直徑d與深度h的關(guān)系5精選2021版課件二布氏硬度表示方法用符號(hào)HBW表示，符號(hào)HBW之前書寫硬度值，符號(hào)后面依次表示球體直徑、試驗(yàn)力及試驗(yàn)力保持時(shí)間。當(dāng)試驗(yàn)力保持時(shí)間為10～15s時(shí)不標(biāo)注。例：600HBW1/30/20試驗(yàn)力保持時(shí)間為20S施加的試驗(yàn)力為30kgf=29.42N硬質(zhì)合金球的直徑為1mm硬度符號(hào)布氏硬度值6精選2021版課件三試樣試樣的試驗(yàn)面應(yīng)是光滑的平面，并且不應(yīng)有氧化皮及外來污物，尤其不應(yīng)有油脂。試樣表面應(yīng)能保證壓痕直徑的精確測量，建議表面粗糙度參數(shù)Ra應(yīng)在1.6μm以下。制備試樣時(shí)，應(yīng)使過熱或過冷加工等因素對(duì)試樣表面性能的影響減至最小。試樣的厚度至少應(yīng)為壓痕深度的8倍，試樣最小厚度與壓痕平均直徑的關(guān)系見附錄。因?yàn)楫?dāng)試樣厚度為深度的8倍以上時(shí)，HB的波動(dòng)范圍變化已不大，基本保持平穩(wěn)。試驗(yàn)后，試樣背面應(yīng)無可見變形痕跡。7精選2021版課件四試驗(yàn)操作要點(diǎn)（1）試驗(yàn)溫度試驗(yàn)一般在10～35℃的室溫下進(jìn)行。對(duì)溫度要求較高的試驗(yàn)，室溫應(yīng)控制在23℃土5℃。試樣的支承試樣支承面、壓頭表面及試驗(yàn)臺(tái)面應(yīng)清潔。試樣應(yīng)穩(wěn)固地放在試驗(yàn)臺(tái)面上，保證在試驗(yàn)過程不產(chǎn)生傾斜、位移及撓曲。加力時(shí)試驗(yàn)力作用方向應(yīng)與試驗(yàn)面垂直。對(duì)于不規(guī)則的工件試樣，應(yīng)根據(jù)其特殊形狀，制作合適的試樣支承臺(tái)。支承臺(tái)應(yīng)具備足夠的支撐剛性。8精選2021版課件四試驗(yàn)操作要點(diǎn)（2）試驗(yàn)力保持時(shí)間從加力開始至全部試驗(yàn)力施加完畢的時(shí)間應(yīng)在2～8s之內(nèi)。試驗(yàn)力保持時(shí)間一般在10～15s，對(duì)于硬度較低的材料可適當(dāng)延長，試驗(yàn)力保持時(shí)間允許誤差為±2s。

壓頭直徑的確定試驗(yàn)時(shí)，首先根據(jù)試樣材料和厚度來確定球體壓頭直徑。當(dāng)試驗(yàn)條件和試樣厚度允許時(shí)，應(yīng)盡量選用直徑10mm球體壓頭進(jìn)行試驗(yàn)，以便能夠較真實(shí)反映金屬平均硬度和便于準(zhǔn)確測量較大壓痕。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了10mm、5mm、2.5mm和1mm等4種直徑的球體壓頭。在試驗(yàn)過程中，若使用的壓頭直徑不能滿足試樣厚度時(shí)，應(yīng)選擇下一檔直徑的球體壓頭。當(dāng)改變壓頭直徑時(shí)，應(yīng)保持原F／D2這一常數(shù)不變，才可與采用其他壓頭直徑試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。9精選2021版課件四試驗(yàn)操作要點(diǎn)（3）鋼材料不同條件下的試驗(yàn)力、試驗(yàn)力-壓頭球直徑平方的比率見表1。表1鋼材料不同條件下的試驗(yàn)力硬度符號(hào)球直徑D/mm試驗(yàn)力-壓頭球直徑平方的比率0.102×F/D2試驗(yàn)力F/NHBW10/3000103029420HBW5/7505307355HBW2.5/187.52.5301839HBW1/30130294.2當(dāng)試樣尺寸允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用直徑10mm的球壓頭進(jìn)行試驗(yàn)。10精選2021版課件四試驗(yàn)操作要點(diǎn)（4）試驗(yàn)力的選擇應(yīng)保證壓痕直徑在0.24D～0.6D之間。壓痕間距試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)試樣（若試樣尺寸允許）至少應(yīng)在3個(gè)不同的位置測定硬度，且壓痕中心距試樣邊緣距離應(yīng)不小于壓痕平均直徑的2.5倍，兩相鄰壓痕中心距離至少為壓痕平均直徑的3倍。在整個(gè)試驗(yàn)期間，硬度計(jì)不應(yīng)受到影響試驗(yàn)結(jié)果的沖擊和震動(dòng)。應(yīng)在兩相互垂直方向測量壓痕直徑。用兩個(gè)讀數(shù)的平均值計(jì)算布氏硬度或按GB/T23