什么是布氏硬度 HB 布氏硬度计
布氏硬度计(台式硬度计)主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测。采用布氏硬度(BRINELL)测量原理,可进行布氏硬度测量,适用于未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等材料。具有测试精度高,测量范围宽,试验力自动加载、自动保持计时、自动卸载等特点。可广泛应用于计量、机械制造、冶金、建材等行业的检测、科研与生产。
布氏硬度计(GB/T231.1—2002)
布氏硬度计原理
对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力,使压头压入试样表面,经规定的保持时间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。
图1布氏硬度试验原理
HB =F / S ……………… (1-1)
=F / πDh ……………… (1-2)
=0.102×2F / πDh(D- ) ……………… (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
布氏硬度计的特点:
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm直径球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,测量操作和压痕测量都比较费时,并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差,因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验,一般要求由专门的实验员操作。
布氏硬度计的应用
布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测。
布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件最能体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循的规则有2个。
1.4.1规则一,要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K ………… (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0.102F/D2。
1.4.2规则二,试验后要使压痕直径处于以下范围:
0.24D
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
硬度符号球直径D/mm试验力-压头球直径平方的比率0.102F/D2试验力F/N
HBW10/3000
HBW10/1500
HBW10/1000
HBW10/500
HBW10/250
HBW10/100
HBW5/750
HBW5/250
HBW5/125
HBW5/62.5
HBW5/25
HBW2.5/187.5
HBW2.5/62.5
HBW2.5/31.25
HBW2.5/15.625
HBW2.5/6.25
HBW1/30
HBW1/10
HBW1/5
HBW1/2.5
HBW1/110
10
10
10
10
10
5
5
5
5
5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
1
1
1
1
130
15
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
129420
14710
9807
4903
2452
980.7
7355
2452
1226
612.9
245.2
1839
612.9
306.5
153.2
61.29
294.2
98.07
49.03
24.52
9.807
标准GB/T231.1—2002中规定试验力和压头直径平方之比(0.102F/D2)应按材料的种类和硬度范围来选择,如表1-2所示
表1-2.试验力—压头直径平方之比的选择材料布氏硬度HRW试验力-压头球直径平方的比率0.102F/D2
钢、镍合金、钛合金 30
铸铁
≥14010
30
铜及铜合金
35~200
>2005
10
30
轻金属及合金35~80
>805
10
15
10
15
铅、锡 1
1)对于铸铁的试验,压头球直径一般为2.5mm,5mm和10mm
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
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。材料布氏硬度值近似换算关系
钢125~175
>175σb≈0.343HB×10MN/m2
σb≈0.363HB×10MN/m2
铸铝合金 σb≈0.26HB×10MN/m2
退火黄铜、青铜 σb≈0.55HB×10MN/m2
冷加工后的黄铜、青铜 σb≈0.40HB×10MN/m2
市场销售比较好的布氏硬度计有:
名称型号价格 优惠价格电议
HB-3000布氏硬度计HB-300010800元
HB-3000B布氏硬度计HB-3000B11800元
HBS-3000 数显布氏硬度计HBS-3000
48000元
什么是布氏硬度 HB 布氏硬度计
布氏硬度计(台式硬度计)主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测。采用布氏硬度(BRINELL)测量原理,可进行布氏硬度测量,适用于未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等材料。具有测试精度高,测量范围宽,试验力自动加载、自动保持计时、自动卸载等特点。可广泛应用于计量、机械制造、冶金、建材等行业的检测、科研与生产。
布氏硬度计(GB/T231.1—2002)
布氏硬度计原理
对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力,使压头压入试样表面,经规定的保持时间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。
图1布氏硬度试验原理
HB =F / S ……………… (1-1)
=F / πDh ……………… (1-2)
=0.102×2F / πDh(D- ) ……………… (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
布氏硬度计的特点:
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm直径球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,测量操作和压痕测量都比较费时,并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差,因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验,一般要求由专门的实验员操作。
布氏硬度计的应用
布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检测。
布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件最能体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循的规则有2个。
1.4.1规则一,要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K ………… (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0.102F/D2。
1.4.2规则二,试验后要使压痕直径处于以下范围:
0.24D
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
硬度符号球直径D/mm试验力-压头球直径平方的比率0.102F/D2试验力F/N
HBW10/3000
HBW10/1500
HBW10/1000
HBW10/500
HBW10/250
HBW10/100
HBW5/750
HBW5/250
HBW5/125
HBW5/62.5
HBW5/25
HBW2.5/187.5
HBW2.5/62.5
HBW2.5/31.25
HBW2.5/15.625
HBW2.5/6.25
HBW1/30
HBW1/10
HBW1/5
HBW1/2.5
HBW1/110
10
10
10
10
10
5
5
5
5
5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
1
1
1
1
130
15
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
129420
14710
9807
4903
2452
980.7
7355
2452
1226
612.9
245.2
1839
612.9
306.5
153.2
61.29
294.2
98.07
49.03
24.52
9.807
标准GB/T231.1—2002中规定试验力和压头直径平方之比(0.102F/D2)应按材料的种类和硬度范围来选择,如表1-2所示
表1-2.试验力—压头直径平方之比的选择材料布氏硬度HRW试验力-压头球直径平方的比率0.102F/D2
钢、镍合金、钛合金 30
铸铁
≥14010
30
铜及铜合金
35~200
>2005
10
30
轻金属及合金35~80
>805
10
15
10
15
铅、锡 1
1)对于铸铁的试验,压头球直径一般为2.5mm,5mm和10mm
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
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。材料布氏硬度值近似换算关系
钢125~175
>175σb≈0.343HB×10MN/m2
σb≈0.363HB×10MN/m2
铸铝合金 σb≈0.26HB×10MN/m2
退火黄铜、青铜 σb≈0.55HB×10MN/m2
冷加工后的黄铜、青铜 σb≈0.40HB×10MN/m2
市场销售比较好的布氏硬度计有:
名称型号价格 优惠价格电议
HB-3000布氏硬度计HB-300010800元
HB-3000B布氏硬度计HB-3000B11800元
HBS-3000 数显布氏硬度计HBS-3000
48000元