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Brinell硬度测试仪的测试标准,工作原理和应用范围

浏览数量: 0     作者: 本站编辑     发布时间: 2020-07-11      来源: 本站

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1. Brinell硬度测试实施标准:

金属Brinell硬度测试方法的新标准采用了国际标准ISO 6506-1:2005。新标准按照ISO 6506-1:2005进行了重新选拔,根据我​​国的实际情况,在采用国际标准时已对其进行了修改和补充。

根据国际标准结构,ISO 6506由3个部分组成:
ISO 6506-1:2005金属材料Brinell硬度测试方法
ISO 6506-2:2005金属材料Brinell硬度测试检查和硬度测试仪的校准
ISO 6506-3:2005金属材料Brinell硬度测试标准硬度块校准
ISO 6506-4:2005金属材料Brinell硬度测试硬度值表

我国Brinell硬度测试方法的标准汇编对应于国际标准:
GB/T 231.1-2009金属Brinell硬度测试部分测试方法
GB/T 231.2-2012金属Brinell硬度测试第2部分检查和校准硬度测试仪
GB/T 231.3-2012金属Brinell硬度测试部分3标准硬度块的校准
GB/T 231.4-2009金属材料Brinell硬度测试部分4硬度值表
图片1 图2

数字Brinell硬度测试器B-3000D数字Brinell硬度测试仪B-3000AT


新标准仅允许使用胶结碳化物球凹痕。 Brinell硬度符合HBW,不应与先前的符号HB和使用钢球头时使用的符号HBs混淆。

2. Brinell硬度测试仪的功能:

Brinell硬度测试的优点是它的硬度是代表性的。因为它通常使用直径10mm的球缩进器和3000 kg的测试力,所以其凹痕区域较大,这可以反映金属各种成分在较大范围内的综合影响的平均值,而不受单个组合阶段的影响和小不平衡,因此特别适合确定灰铸铁,含有粗晶粒的合金和金属材料。它的测试数据稳定,可重现,其准确性高于洛克韦尔(Rockwell),低于维克斯(Vickers)。另外,Brinell硬度值与拉伸强度值之间有良好的对应关系。
Brinell硬度测试的特征是凹痕很大,并且很难完成产品检查。测试过程比Rockwell硬度测试更为复杂。测量操作和压痕测量更耗时,压痕的边缘是突出,凹或光滑的。使凹痕直径的测量产生很大的误差,因此操作员必须具有熟练的测试技术和丰富的经验,并且通常需要专门的实验者的操作。

3. Brinell硬度测试仪的原则:

Brinell硬度测试仪的工作原理是在特定测试力的作用下以一定速度将一定直径的固定碳化物球压入样品表面,然后在指定的测试力保留后去除测试力时间。测量样品表面上的压痕的直径,并使用样品压痕的球形表面上的平均压力表达金属的Brinell硬度。

图3

Brinell硬度价值计算公式:

11

在公式中:f —————通过球凹痕向样品施加的测试力,单位为n。

D ——— - 球的直径,以毫米为单位。

D ————凹痕直径(平均值),以毫米为单位。

0.102-指定系数。

4. Brinell硬度测试仪的应用:
Brinell硬度测试仪主要用于测试具有不均匀结构的锻造钢和铸铁的硬度。锻造钢和灰色铸铁的Brinell硬度与拉伸测试具有良好的相应关系。 Brinell硬度测试也可以用于非有产金属和低碳钢。小直径的球凹痕可用于测量小尺寸和薄材料。 Brinell硬度测试仪主要用于检查原材料和半生产产品。由于凹痕很大,通常不用于检查成品。

5.选择Brinell硬度测试仪的测试力:
Brinell硬度测试条件的选择与Rockwell硬度测试中量表的选择相同。 Brinell硬度测试还遇到了测试条件的选择,即测试力F和凹痕球直径D的选择D.此选择不是任意的,但必须遵守某些规则,并注意测试力和凹痕的合理组合球直径,该应用比Rockwell硬度测试要复杂得多。
国家标准将4种直径的碳化物球作为缩进器。
在不同条件下的Brinell硬度条件下的测试力如下:


硬度符号

球直径
D/mm

力识别直径比
0.102×f/d2/
(N/MM2)

测试力
面值
f/n

HBW 10/3000
HBW 10/1500
HBW 10/1000
HBW 10/500
HBW 10/250
HBW 10/100

HBW 5/750
HBW 5/250
HBW 5/125
HBW 5/62.5
HBW 5/25

HBW 2.5/187.5
HBW 2.5/62.5
HBW 2.5/31.25
HBW 2.5/15.625
HBW 2.5/6.25

HBW 1/30
HBW 1/10
HBW 1/5
HBW 1/2.5
HBW 1/1

10
10
10
10
10
10

5
5
5
5
5

2.5
2.5
2.5
2.5
2.5

1
1
1
1
1

30
15
10
5
2.5
1

30
10
5
2.5
1

30
10
5
2.5
1

30
10
5
2.5
1

29420
14701
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

为了反映尽可能大的样式的硬度值,请选择一个大直径缩进器进行测试。
当样品的厚度允许时,应优选直径为10 mm的球凹痕。
测试力的选择必须确保压痕直径D在0.24D至0.6D之间。
应根据材料和硬度值选择测试力识别直径平方比(0.102F/d2比率):


材料

Brinell Hardness HBW

测试力识别直径比
0.102×f/d2/(n/mm2)

钢,镍合金,钛合金


30

铸铁1)

<140

10

≥140

30

铜和铜合金

<35

5

35〜200

10

> 200

30

轻质金属及其合金

<35

2.5

35〜80

5

10

15

>80

10

15

铅,锡


1

1)对于铸铁实验,缩进器的标称直径应为2.5、5、10mm

6. Brinell硬度对样品的要求:

1)样品的表面质量
样品的表面应光滑且平坦,表面应没有氧化物尺度和外部污垢,尤其是油脂。样品的表面饰面应能够确保对压痕直径的准确测量。建议样品的表面粗糙度RA通常不超过1.6μm。样品的太粗糙表面将降低样品抵抗实验力的能力,从而导致低Brinell硬度值。另一方面,它还给压痕直径的测量带来了很大的误差,这使得实验结果散布了。大的。
在准备样品时,应最小化诸如过热或冷热在样品表面特性之类的因素的影响。
2)样品的最小厚度
在国家标准中明确规定了样品的厚度:样品的厚度应至少是压痕深度的8倍。
平均直径压痕与标本MM的最小厚度之间的关系表

压痕的平均直径D

测试件的最小厚度

球直径

d = 1

d = 2.5

d = 5

d = 10

0.2

0.08




0.3

0.18




0.4

0.33




0.5

0.54




0.6

0.8

0.29



0.7


0.4



0.8


0.53



0.9


0.67



1


0.83



1.1


1.02



1.2


1.23

0.58


1.3


1.46

0.69


1.4


1.72

0.8


1.5


2

0.92


1.6



1.05


1.7



1.19


1.8



1.34


1.9



1.5


2



1.67


2.2



2.04


2.4



2.46

1.17

2.6



2.92

1.38

2.8



3.43

1.6

3



4

1.84

3.2




2.1

3.4




2.38

3.6




2.68

3.8




3

4




3.34

4.2




3.7

4.4




4.08

4.6




4.48

4.8




4.91

5




5.36

5.2




5.83

5.4




6.33

5.6




6.86

5.8




7.42

6




8


除了符合表中要求的样品的厚度外,测试后还应检查样品的背面。如果样品背面有变形标记,则表明样品的厚度不足。

7. Brinell硬度测试要求:
样品应放置在刚性支撑上。图案的背面和支撑应清洁任何外部污垢(栽培皮肤,油,灰尘等)。该模式牢固地放在支撑上,以确保实验期间没有位移。从力量开始到整个测试力的应用的时间应在2s和8s之间。测试力持有时间为10s〜15s。对于需要更长的测试力保留时间的材料,测试力保留时间误差为±2s。在整个测试期间,硬度测试仪不应受到影响测试结果的冲击和振动。任何压痕的中心与模式边缘之间的距离至少是压痕平均直径的2.5倍。两个相邻压痕的中心之间的距离至少是压痕的平均直径的3倍。压痕直径应在两个相互垂直方向上测量。使用两个读数的平均值来计算Brinell硬度。
注意:对于自动测量设备,可以使用以下方法进行计算:
- - 以相等的时间间隔的多个测量值的平均值;
- - 材料表面压痕投影区域的数值。

8. Brinell硬度测试结果的表达结果:
Brinell硬度由符号HBW表示,符号的前部HBW是硬度值,符号的背面是按以下顺序显示实验条件的指示:
凹痕直径,毫米;测试力编号;测试力持有时间与指定的时间不同;
示例1:350HBW5/750通过直径为5mm的球测量的Brinell硬度值在测试力保留时间为10至15秒,在7.355kn时为350。
示例2:600HBW1/30/20通过直径为1mm,在测试力保留时间为294.2n的球测量的Brinell硬度值为20s,为600。

九,Brinell硬度测试结果的不确定性
有许多因素影响实验结果的不确定性,可以将其分为以下两个类别:1。与灌木硬度测试仪相关的参数(包括硬度测试器校准误差和标准块校准误差)。 2.与测试方法相关的参数(操作条件的变化)。

10. Brinell硬度测量范围
标准指定的Brinell硬度测试范围的上限为650HBW。
对于特殊材料或产品的实验,应按特殊标准规定。

11. Brinell硬度测试报告:
测试报告包括以下内容:
GB/T 231的这一部分的数量;有关样式的详细信息;如果测试温度不是10℃〜35℃,则应指示测试温度:测试的结果;该操作不在GB/T 231的这一部分的规定范围内;影响测试结果各种细节。

12.每日检查Brinell硬度测试仪:
当天使用硬度测试仪之前,用户应检查硬度量表或范围。在日常检查之前(对于每个范围/尺度和硬度水平),应使用根据GB/T 231.3校准的标准硬度块上的标准压痕用于间接检查压痕测量设备。凹痕的测量值应在标准硬度块证书的标准值的0.5%之内。如果测量设备无法满足上述要求,则应采取相应的措施。每日检查应至少对根据GB/T 231.3校准的标准硬度块进行至少一个凹痕。如果测得的硬度(平均值)值与标准硬度块的标准值之间的差位在GBB/T 231.2中给出的允许误差之内,则硬度测试仪被认为令人满意。如果超过,则应立即进行间接检查。所有数据都应在监视独家可重复性和测量设备的稳定性的同时保留一段时间。


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