便携式布氏硬度计浅析

82龙刚

2017/07/02

私聊

试验机/硬度计

便携式布氏硬度计浅析

（西国联质量检测技术股份有限公司王洋）

在现代制造工业生产中，金属材料的硬度是重要性能指标之一，一般硬度越高，耐磨性越好。这其中，布氏硬度试验是所有硬度试验中压痕最大的一种试验法，它能反映出材料的综合性能，不受试样组织显微偏析及成分不均匀的影响，所以它是一种精度较高的硬度试验法。布氏硬度计的工作原理把一定直径的钢球，在一定试验力作用下,以一定的速度压入试样表面,经规定的试验力保持时间后卸除试验力。以试样压痕球形表面积上的平均压力来表示金属的布氏硬度值。

现实生产中，由于铸造件物品不便移动和不可切割，造成无法直接测量布氏硬度。这就需要有替代方法来进行检测工作。锤击式布氏硬度计就是为此而产生的。锤击式布氏硬度计采用布氏硬度试验原理，通过锤击施加试验力，采用剪力销精确控制试验力，试验后在试样上留下圆形布氏压痕，利用读数显微镜读出压痕直径，经查表可得到比较准确的布氏硬度（见下图）。

锤击式布氏硬度计原理图
笔者试图通过不同硬度计测量相同工件布氏硬度值来比较各个测试方法的优劣特点，如有不同意见和建议之处，希望各位不吝赐教。
测试工件为QT500-7材料铸造的轮毂，分别采用传统锤击式硬度计测试，剪销式锤击硬度计，里氏硬度计和台式硬度计（经检定合格，测试样品从轮毂上切割制样）测试其布氏硬度值。测试数据如下：

	1	2	3	4	5	平均值	相对偏差
台式硬度计测量值HB	175	176	175	176	175	175	0
剪销式测量值HB	171	169	169	170	169	170	-2.9%
传统锤击式硬测试HB	163	163	163	180	163	166	-5.1%
里氏硬度计转化为HB	154	161	171	151	160	160	-8.6%

不同硬度计布氏硬度测量值对比

由上表可知，台式硬度计硬度值均匀稳定，测试值为175HBW,锤击式布氏硬度测量值相对于台式硬度计低一些，稳定性也不错。传统的锤击式硬度计由于力值，附表误差等原因，测量值误差大，稳定性也相对较差。里氏硬度计在测量铸铁材料时由于压头小，其测量值误差很大且不稳定。
原因分析：
剪销式锤击硬度计：过锤击方式施加试验力，利用剪销精确控制试验力，当敲击力达到剪销的额定剪断力1580Kg时，剪销会被剪销架和压头构成的剪切系统切断，试验力准确试验结果一致性好。
传统锤击式硬度计：锤击的力量（试验力）无法像剪销式锤击硬度计精确控制，附表的查询间隔0.1mm，两个硬度数值差距较大造成测量数据分散。
里氏硬度计：铸铁材料表面粗糙度大，里氏硬度试验压头小，造成数据的离散程度大，数据偏低。
相对于里氏硬度计，两种锤击式硬度计虽然无法像标准布氏硬度计试验那样，让试验力保持若干秒时间，让压痕处的金属实现充分的塑性变形，但是它又属于各种硬度试验方法中精度较高的布氏硬度试验，与其他冲击式硬度试验方法相比（肖氏硬度计、里氏硬度计），对实验结果的影响因素比较少，实验结果比较稳定，测试值比较可高。现行的锤击式布氏硬度计附表直径间隔较大，所得相邻数据差距也大，希望能够对不同材料的附表直径数据能够细化到0.01mm，这样所得的数据就能够更加接近台式布氏硬度计测量值，精度更高。这就需要我们检测人员在平时的检测工作中做好数据的积累和分析，经过试验的验证得出科学的结论，为我国的检测工作做出贡献。

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