布氏硬度计-操作指导书.docx

1、 目的指导他人正确的使用台式布氏硬度计并确保测量数据的准确性。2、 范围使用与台式布氏硬度计， 本指导书规定了实验设备，工作原理、试样、试验程序、误差分析、故障排除、维护和保养。3、 引用文件GB/T213.2-2009ASTM E10-2010机械工业理化检验人员培训教材-力学性能试验4、实验设备4.1、本指导书规定使用台式布氏硬度计，只采用硬质合金钢球，实验压力为3000KG，压力保持时间在030秒之间。压痕直径应在球直径的24 60%之间,最大测试硬度为650HBW。4.2、本硬度计共有七个砝码和一个吊挂：一个1.25KG砝码、一个1.25KG砝码、一个5KG砝码、五个10KG砝码、吊挂3.75KG。 4.3、布氏硬度计试验力允许误差1，硬质合金钢球硬度1500HV，钢球直径为10mm公差为0.005mm。 4.4、压痕测量装置的最小分度应能估测到0.5d，允许误差0.5d。 4.5、在每次更换压头、试验台或支座后以及大批量试样实验前，均按照JJG150布氏硬度计检定规程进行日常检查。 4.6、检查硬度计标准块应符合JJG147二等标准布氏硬度快定度规程的要求。 4.7、硬度计应由国家计量部门定期检定。5、实验原理 5.1定义：用一定的试验力将硬质合金钢球压入试样表面，保持一定时间卸载后，测量压痕直径，求得压痕表面积，布氏硬度HB=0.102试验力/压痕表面积（图1）。5.2、符号和说明符号说明单位D硬质合金钢球直径mmF实验力Nh压痕深度mmd平均压痕直径mmd1、d2压痕垂直方向的测量直径mmS压痕表面积mm5.3、计算方法在实际的实验时，由于压痕深度h的测量比较困难，而压痕直径d比较方便，因此将上述公式h转换成d的关系。 根据左图中三角形OAB的关系计算出： 公式中只有d是变量，实验时只需要测量压痕直径d，通过计算公式或查表即可得出HBW值。5.4、布氏硬度HBW的表示方法举例 事例： 600 HBW 10/ 30/ 30 实验力保持时间（1015秒省略不写） 试验力对应的Kgf， 30Kgf=309.8=294.2 N 硬质合金钢球直径 硬度符号（通常省略不写） 布氏硬度值6、试样6.1、试样表面应平坦光滑，不能有氧化皮以及油污，试样表面必须保证压痕直径的测量精度，建议表面粗糙度Ra1.6um。6.2、试样坯料可以采用各种冷热加工方法从原材料上截取，试样的实验面和支撑面可采用不同的加工方法，两平面保证平行，试样在制备过程中尽量避免由于受冷热加工对试样表面硬度的影响。6.3、试样的厚度H至少应为压痕深度h的8倍，试样厚度与压痕直径的关系见附录B，实验结束后，试样背部出现可见变形则表示试样太薄，实验失败。例：有一钢材试样， 试样厚度为3mm，采用直径为10mm的压头在30Kgf的试验力作用下，测得压痕直径d=4.20mm，请判断试样厚度是否满足要求。 解： 有公式（5-2）得出压痕深度h试样厚度H8h， H=8*0.462=3.696mm因为3mm3.696mm，所以试样不满足要求。7、实验程序 7.1、 实验一般在1035室温下进行，对于温度要求严格的实验，温度为235。 7.2、本实验机采用30Ggf的实验力，采用10mm的硬质合金钢球压头。 7.3、 试样应稳固的放置在试验台上，试样背面和试验台之间应清洁和无外界污染物（油污、灰尘等），试样放置在试验台上，保证试验过程中不会发生相对位移。 7.4、压头与试样表面接触，无冲击和振动的垂直于试验面施加试验力，直至达到规定试验力值，从加载开始到加载完成的时间应在2s8s之间，试验力通常保持10s15s，对于试验力保持时间较长的材料，试验力的保持时间允许误差应为2s。7.5、整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和振动。7.6、任一压痕中心距距离试样边缘至少应为压痕平均直径的2.5倍，相邻两压痕中心距至少应为平均压痕直径的3倍。7.7、应该在相互垂直的两个方向测量直径取平均值作为压痕直径d，压痕两直径之差不应超过较小直径的2，用平均直径来计算布氏硬度值或查表读取硬度值。7.8、将需要测量的试样放在支撑架中央，顺时针转动手轮直到手轮与螺母相对滑动，然后按开始键，设备自动进行加载、保持、卸载并在卸载完成后恢复到初始状态；取下试样进行压痕直径测量，、根据测量值计算或查表读出布氏硬度值。8、误差分析影响 因素趋势硬度值试验 温度试样不平度表面粗糙度9、故障排除9.1、测定的硬度值与标准硬度块示值不一致造成这种故障的原因及排除方法：9.1.1、硬度计安装不水平，应将硬度计调至水平；9.1.2、钢球表面不光洁或直径超过允差，应用千分尺挑选合格的钢球换上；9.1.3、压痕测量装置误差偏大，应调整压痕测量装置的允许误差，使其0.5%；9.1.4、 砝码不能垂直放置，砝码与硬度计后盖擦靠，应检查吊环是否挂在重点刀刃上，吊架吊杆是否平直，否则应将吊环挂于重点刀刃上，校直吊架吊杆；9.1.5、主轴与试台平台垂直度，主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度超差，应分析视其情况进行主轴与试台平台垂直度、主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度的调整。9.2、载荷误差超过1.0%或不稳定造成这种故障的原因及排除方法：9.2.1、力点刀刃松动，应调整力点刀刃并拧紧；9.2.2、力点刀刃和支点的磨损会不同程度地增加载荷误差，应研修刀刃；9.2.3、载荷杠杆上的调整块位置不适当，可根据情况向前或向后移动，调整合适后固定紧；9.2.4、压缩弹簧锈蚀，增大了与压轴、主轴衬套的磨擦，应清洗生锈部位并上防护油或更换之。9.2.5、加荷不平稳，有冲击振动现象，应排除引起不平稳的因素。9.3、按键开关按下，硬度计不动作，但有嗡嗡的电流声此种故障原因为电机缺相，应检查电源是否正常，电源插头是否插好，电缆线是否有断路，电源开关是否完好，电机接线是否接牢，电机线圈是否烧坏一组以及换向开关触点接触是否良好等，应视其情况分别予以排除。9.4、加荷速度不能控制在规定的时间内加荷速度过快或过慢，主要是减速器用油粘度过小或过大，应清洗减速器，并更换减速器用油9.5、硬度计反复加卸载荷造成这种故障的原因及排除方法：(1)按键开关顶杆过长，转向开关A、B触点与A1、B1触点不能脱开，应调节顶杆长度并固定之；(2)换向开关安装位置不当，活动挡板不能触动换向开关上的销子，造成换向开关不换向，应调整换向开关的安装位置。9.6、硬度计载荷全部加上时停机此种故障原因为换向开关接触点有烧伤、烧蚀现象，造成接触点接触不良，应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。10、维护和保养10.1、定期使用标准块检测硬度计示值误差，误差超出范围时应该进一步检测试验力，压头是否存在缺陷。10.2、定期检查咒轮定位弹簧的压力是否合适，方法：将试样放在试验台上顺时针旋转至试样与压头接触，手轮与螺母相对滑动，杠杆无异常。10.3、任何调试和检查维修都不、必须切掉 电源。10.4、拆装压头，应保证安装面清洁无异物、碰伤，保存时涂防锈油。10.5、保证试验台以及设备的7S。10.6、减速器每半年加润滑脂一次，每两年更换一次 ，每半年润滑丝杠一次。附录B压痕平均直径与试