布氏硬度计通过测量压痕直径计算材料硬度,常用压头直径为10mm、5mm、2.5mm等,不同试验力下对应的硬度值范围需结合压痕直径精确换算。
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核心原理与技术参数
布氏硬度试验采用硬质合金球或钢球压头,以规定试验力压入材料表面,保持一定时间后测量压痕直径(d)。硬度值HBW通过公式HBW=0.102×(2F/πD(D-√(D²-d²)))计算,其中F为试验力,D为压头直径。常见试验力包括3000kgf、1500kgf、1000kgf等,小型设备可提供500kgf以下选项,仪器量程覆盖5-650HBW,压痕深度范围通常为0.08-2.4mm。 -
压痕直径与硬度值换算对照
压痕直径与硬度值呈反比关系,直径越小,硬度越高。例如,HBW350(5mm压头/750kgf)对应压痕直径约3.2mm,而HBW500(5mm压头/125kgf)压痕直径可能为5.5mm。通用对照表显示:压痕直径d<0.2mm对应HB>500,0.2≤d≤0.4mm对应HB300-500,d>0.5mm对应HB<200。需注意不同材料(钢、铸铁、有色金属)的F/D²比值范围,例如钢通常适用F/D²=30,铜合金为10-30。 -
标尺选择与测试条件
标尺选择需遵循F/D²为定值原则(如钢类常用30)或确保压痕直径符合0.24D<d<0.6D标准。例如测试HB≈160的钢件,可选F/D²=30(HBW10/3000或HBW5/750)。设备如LDHBS-3000支持10-1500kgf试验力及2.5-10mm压头,HB-3000B则覆盖2.5-10mm压头与15-3000kgf力值,需根据预估硬度调整参数避免压痕超出测量范围。 -
显微镜测量与误差控制
压痕测量需使用20倍以上显微镜,精度达±0.01mm,重复性误差≤0.025d(125-225HB区间)。例如压痕d=2.42mm时,允许偏差±0.06mm。测试后应校验加载时间(5-60秒可调)及力值稳定性,确保HBW标尺符合ISO 6506标准。
布氏硬度计通过标准化压头尺寸与力值体系实现跨材料硬度对比,实际操作需严格匹配压痕直径范围与标尺参数,配合显微镜精准读数方能确保结果可靠性。建议结合产品说明书中的对照表与计算公式验证硬度值。