布氏硬度計(jì)的應(yīng)用
布氏硬度計(jì)主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗(yàn)還可用于有色金屬和軟鋼，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測，由于壓痕較大，一般不用于成品檢測。
布氏硬度試驗(yàn)條件的選擇如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣，布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問題，即試驗(yàn)力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的，而是要遵循一定的規(guī)則，并且要注意試驗(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜。布氏硬度試驗(yàn)zui常用的試驗(yàn)條件是采用10mm直徑的球壓頭，3000kg試驗(yàn)力。這一條件zui能體現(xiàn)布氏硬度的特點(diǎn)。但是由于試樣材質(zhì)不同，硬度不同，試樣大小，薄厚也不同，一種試驗(yàn)力，一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗(yàn)力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個。
規(guī)則一：要使試驗(yàn)力和球壓頭直徑的平方之比為一個常數(shù)。即。這個規(guī)則來源于相似律。根據(jù)相似律，不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗(yàn)力F1、F2作用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1、d2是不同的，但是只要壓入角相同，壓痕就具有相似性。這時試驗(yàn)力和壓頭球直徑的平方之比就是一個常數(shù)。在這種條件下，采用不同的試驗(yàn)力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測得的硬度值是相同的，在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比較的。試驗(yàn)力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準(zhǔn)中表示為F/D2。在采用牛頓力的新標(biāo)準(zhǔn)中表示為0.102 F/D2。
規(guī)則二：試驗(yàn)后要使壓痕直徑處于以下范圍：0.24D < d < 0.6D。否則試驗(yàn)結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)力重新試驗(yàn)。人們的大量試驗(yàn)表明，當(dāng)壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時，測得的硬度值與試驗(yàn)力大小無關(guān)。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的試驗(yàn)力從3000kg到1kg大約有20個級別
本檢定系統(tǒng)規(guī)定了布氏硬度計(jì)量基準(zhǔn)器具和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的用途、組成、計(jì)量特性和檢定程序，以及工作用計(jì)量器具的計(jì)量特性和檢定方法。
一、計(jì)量基準(zhǔn)器具
1、 國家基準(zhǔn)
1.1國家基準(zhǔn)的用途
國家基準(zhǔn)用于布氏硬度單位的復(fù)現(xiàn)和保存。
1.2國家基準(zhǔn)由下列計(jì)量器具組成：
A直接加荷式的硬度機(jī)，其試驗(yàn)力誤差δf≤±0.1%，試驗(yàn)力按下表見其構(gòu)成。
B測量壓痕直徑的顯微鏡
顯微鏡標(biāo)尺的刻度，對于用10和5mm直徑球壓頭打壓的壓痕應(yīng)能讀到0.002mm；對用于等于和小于2.5mm直徑球壓頭打壓的壓痕應(yīng)能讀到0.001mm。
顯微鏡任何兩刻線的讀數(shù)之差：
對于10和５mm直徑的球壓頭應(yīng)到±0.002mm以內(nèi)。
對于等于和小于2.5mm直徑的球壓頭應(yīng)到±0.001mm以內(nèi)
C壓頭
基準(zhǔn)硬度機(jī)的壓頭有1，2，2.5，5，10mm五種鋼球和硬質(zhì)合金球。其球的直徑誤差、硬度值、粗糙度應(yīng)滿足下表要求。
1.3國家基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的布氏硬度范圍為
8--650HBS（W）
1.4國家基準(zhǔn)的不確定度
對試驗(yàn)力等于或大于1839N（187.5kgf）級的不確定度：
δ≤0.5%
硬度符號 | 球直徑D
mm | 0102F/D2
（F/D2） | 試驗(yàn)力F
（KGF） |
HBS(HBW)10/3000 | 10 | 30 | 29.42×103(3000) |
HBS(HBW)10/1500 | 10 | 15 | 14.71×103(1500) |
HBS(HBW)10/1000 | 10 | 10 | 9.807×103(1000) |
HBS(HBW)10/500 | 10 | 5 | 4.903×103(500) |
HBS(HBW)10/250 | 10 | 2.5 | 2.452×103(250) |
HBS(HBW)10/125 | 10 | 1.25 | 1.226×103(125) |
HBS(HBW)10/100 | 10 | 1 | 980.7 (100) |
HBS(HBW)5/750 | 5 | 30 | 7.355×103(750) |
HBS(HBW)5/250 | 5 | 10 | 2.452×103(250) |
HBS(HBW)5/125 | 5 | 5 | 1.226×103(125) |
HBS(HBW)5/62.5 | 5 | 2.5 | 612.9 (62.5) |
HBS(HBW)5/31.25 | 5 | 1.25 | 306.5 (31.25) |
HBS(HBW)5/25 | 5 | 1 | 245.2 (25) |
HBS(HBW)2.5/187.5 | 2.5 | 30 | 1.839×103(187.5) |
HBS(HBW)2.5/62.5 | 2.5 | 10 | 612.9 (62.5) |
HBS(HBW)2.5/31.25 | 2.5 | 5 | 306.5 (31.25) |
HBS(HBW)2.5/15.625 | 2.5 | 2.5 | 153.2 (15.625) |
HBS(HBW)2.5/7.8125 | 2.5 | 1.25 | 76.61 (7.8125) |
HBS(HBW)2.5/6.25 | 2.5 | 1 | 61.29 (6.25) |
HBS(HBW)2/120 | 2 | 30 | 1.177×103(120) |
HBS(HBW)2/40 | 2 | 10 | 392.3 (40) |
HBS(HBW)2/20 | 2 | 5 | 196.1 (20) |
HBS(HBW)2/10 | 2 | 2.5 | 98.07 (10) |
HBS(HBW)2/5 | 2 | 1.25 | 49.03 (5) |
HBS(HBW)2/4 | 2 | 1 | 39.23 (4) |
HBS(HBW)1/30 | 1 | 30 | 294.2 (30) |
HBS(HBW)1/10 | 1 | 10 | 98.07 (10) |
HBS(HBW)1/5 | 1 | 5 | 49.03 (5) |
球直徑
mm | 誤差
mm | 硬度值 | 粗糙度Ry
μm |
10 | ±0.003 | HV10850(鋼球) HV1500(硬質(zhì)合金球) | 0.050 |
5 | ±0.002 |
2.5 | ±0.001 |
2 | ±0.001 |
1 | ±0.001 |
對試驗(yàn)力小于1839N（187.5kgf）級的不確定度：
δ≤1.0%
2、國家副基準(zhǔn)
2.1國家副基準(zhǔn)在全國復(fù)現(xiàn)布氏硬度單位的地位僅次于國家基準(zhǔn)。
2.2組成國家副基準(zhǔn)的全套計(jì)量器具的技術(shù)要求與國家基準(zhǔn)相同。
2.3國家副基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)布氏硬度范圍為
8--650HBS（W）
2.4國家副基準(zhǔn)的不確定度
國家副基準(zhǔn)的不確定度與國家基準(zhǔn)的不確定度相等。
3、工作基準(zhǔn)
3.1工作基準(zhǔn)經(jīng)與國家工準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定，在全國復(fù)現(xiàn)布氏硬度單位的地位僅在國家基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)之下。
3.2工作基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)布氏硬度范圍為
8--650HBS（W）
3.3工作基準(zhǔn)的不確定度
對試驗(yàn)力等于或大于1839N（187.5kgf）級的不確定度：
δ≤0.7%
對試驗(yàn)力小于1839N（187.5kgf）級的不確定度：
δ≤1.2%
4、比對
在規(guī)定條件下，對國家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)之間的量值進(jìn)行比較，這種比較將通過比對硬度塊實(shí)現(xiàn)。
比對硬度塊的允許誤差△為：
△≤±0.5%
比對硬度塊的均勻度U為：
29420N（2000kgf）時，
U≤±0.5%
小于29420N（3000kgf）時，
U≤±1.0%
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