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布氏硬度計(jì)工作原理是把一定直徑的鋼球。在一定試驗(yàn)力作用下以一定的速度壓入試樣表面經(jīng)規(guī)定的試驗(yàn)力保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力以試樣壓痕球形表面積上的平均壓力來表示金屬的布氏硬度值。凡影響壓痕產(chǎn)生及測(cè)量的因素均影響布氏硬度值。影響測(cè)量準(zhǔn)確度的因素主要由四部分組成。
一、試樣
試樣厚度及表面質(zhì)量能明顯影響布氏硬度測(cè)量結(jié)果。(1)盡管布氏方法受粗糙表面的影響小對(duì)表面研磨要求不高。但為使壓痕邊緣清晰保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性該方法對(duì)表面粗糙度也有一定的限制。(2)表面清潔度對(duì)布氏硬度測(cè)量值和不均勻性也是比較關(guān)鍵的油脂、氧化物或灰塵對(duì)表面的污染會(huì)給硬度測(cè)量結(jié)果帶來明顯影響。試樣更不允許存在表面缺陷。(3)試驗(yàn)后試樣邊緣及背面呈現(xiàn)變形痕跡時(shí)則認(rèn)為該試驗(yàn)無效因此作布氏硬度測(cè)定的試樣厚度不應(yīng)小于壓痕深度的10倍。(4)試驗(yàn)時(shí)的試樣溫度應(yīng)保持常溫在特殊情況下黑色金屬的溫度不得超過IO0~C。有色金屬應(yīng)嚴(yán)格保持在常溫下。
二、硬度計(jì)
布氏硬度計(jì)本身性能對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量的影響主要反映在試驗(yàn)力、壓頭和測(cè)量讀數(shù)顯微鏡上。
(1)試驗(yàn)力偏離規(guī)定的數(shù)值則壓痕也隨之發(fā)生變化。試驗(yàn)力偏大壓痕隨之增大則硬度值偏低；反之硬度值偏高。其對(duì)低硬度的影響較大對(duì)高硬度的影響較小。同時(shí)試驗(yàn)力也會(huì)受多種因素的影響而產(chǎn)生誤差。主要影響因素是：①砝碼重量及杠桿比。砝碼重量或杠桿比增大時(shí)試驗(yàn)力偏大；反之試驗(yàn)力偏小。砝碼的重量超差可經(jīng)修整并在天平上校驗(yàn)使之在要求的范圍內(nèi)；因杠桿比的誤差而引起的試驗(yàn)力偏差。可松開支點(diǎn)和力點(diǎn)刀子的緊固螺釘。正超差時(shí)，維氏硬度計(jì)在支點(diǎn)刀子與杠桿的貼合面間加墊片以減小杠桿比；負(fù)超差時(shí)。則在力點(diǎn)刀子與杠桿的貼合面間加墊片以增大杠桿比。②摩擦力。給試驗(yàn)力帶來負(fù)差。摩擦力主要產(chǎn)生于主軸系統(tǒng)的壓軸在襯套中的導(dǎo)向、大杠桿支點(diǎn)軸承、大小杠桿的刀刃支承。其中以壓軸在襯套中的導(dǎo)向大杠桿支點(diǎn)軸承所產(chǎn)生的摩擦力對(duì)試驗(yàn)力的影響較為明顯。對(duì)主軸系統(tǒng)和支點(diǎn)軸承應(yīng)定期進(jìn)行清冼和潤(rùn)滑。一般注以微量的儀表油或鐘表油即可。③主軸傾斜。主軸傾斜后受其傾斜角度的影響．實(shí)際垂直作用于試樣表面的力就小，即主軸傾斜給試驗(yàn)力帶來負(fù)差。
(2)鋼球壓頭直徑偏大則壓痕就大所得硬度值偏低；反之硬度值偏高。鋼球壓頭硬度不高，則當(dāng)它壓向試樣時(shí)本身就會(huì)變形導(dǎo)致壓痕增大硬度值偏低．這種影響在高硬度時(shí)尤其明顯。鋼球壓頭表面粗糙度應(yīng)不大于0．2 否則對(duì)硬度較低的金屬的測(cè)試結(jié)果有較大影響。當(dāng)它壓入試樣時(shí)會(huì)遇到較大阻力使壓痕口茹強(qiáng)
減小導(dǎo)致硬度值偏高。
(3)測(cè)量讀數(shù)顯微鏡對(duì)布氏硬度計(jì)的測(cè)量結(jié)果的影響是極明顯的。
①測(cè)量讀數(shù)顯微鏡視場(chǎng)模糊影響壓痕直徑的測(cè)量。可用脫脂棉花蘸取少許酒精和乙醚的混合液擦洗透鏡和分劃板。但需注意。分劃板不宜多洗以免洗掉刻線。② 測(cè)量讀數(shù)顯微鏡的刻度。以標(biāo)準(zhǔn)刻度尺檢查時(shí)誤差過大。一般是物鏡座與物鏡管之間松動(dòng)或其間墊圈丟了．從而改變了鏡筒的長(zhǎng)度。應(yīng)檢查、固緊物鏡座或配上墊
圈(墊圈厚度經(jīng)調(diào)試確定)。另外布氏硬度計(jì)的機(jī)架和試樣支撐系統(tǒng)的過大變形也可能產(chǎn)生影響。由于試樣的不良支撐和機(jī)架過大變形的影響產(chǎn)生(1～3)個(gè)硬度單位的偏差是比較常見的。
三、環(huán)境
環(huán)境溫度、清潔度和震動(dòng)所造成的影響往往被忽視。但這些都會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的偏差因此硬度計(jì)應(yīng)安裝在干燥、清潔、無震動(dòng)的環(huán)境中并應(yīng)安裝在穩(wěn)固的工作臺(tái)上。
四、操作
加荷速度及保荷時(shí)間控制不準(zhǔn)瞄準(zhǔn)有誤、讀數(shù)不準(zhǔn)操作不規(guī)范均會(huì)帶來誤差。(1)加荷速度過快則慣性力加大使壓痕增大導(dǎo)致布氏硬度值偏低；反之硬度值偏高。(2)試驗(yàn)力保持時(shí)間長(zhǎng)試樣受力作用發(fā)生塑性變形充分壓痕就大因此所得硬度值偏低；反之硬度值偏高。
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