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如(rú)何鑒别電纜優質
硬度是評定金屬材料力學性能最常用的指标之一。硬度的實質是材料抵抗另一較硬材料壓入的能力。硬度檢測是評價金屬力學性能最迅速、最經濟、最簡單的一種試驗方法。硬度檢測的主要目的就(jiù)是測定材料的适用性，或材料爲使用目的所進行的特殊硬化或軟化處理(lǐ)的效果。對于被檢測材料而言，硬度是代表着在一定壓頭和試驗力作(zuò)用下所反映出的彈性、塑性、強度、韌性及磨損抗力等多種物理(lǐ)量的綜合性能。由于通過硬度試驗可(kě)以反映金屬材料在不同的化學成分(fēn)、組織結構和熱(rè)處理(lǐ)工(gōng)藝條件(jiàn)下性能的差異，因此硬度試驗廣泛應用于金屬性能的檢驗、監督熱(rè)處理(lǐ)工(gōng)藝質量和新材料的研制。
金屬硬度檢測主要有兩類試驗方法。一類是靜(jìng)态試驗方法，這類方法試驗力的施加是緩慢(màn)而無沖擊的。硬度的測定主要決定于壓痕的深度、壓痕投影(yǐng)面積或壓痕凹印面積的大(dà)小。靜(jìng)态試驗方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等。其中布、洛、維三種試驗方法是應用最廣的，它們是金屬 硬度檢測的主要試驗方法。這裡(lǐ)的洛氏硬度試驗又是應用最多的，它被廣泛用于産品的檢驗，據統計(jì)，目前應用中的硬度計(jì)70%是洛氏硬度計(jì)。另一類試驗方法是動态試驗法，這類方法試驗力的施加是動态的和沖擊性的。這裡(lǐ)包括肖氏和裡(lǐ)氏硬度試驗法。動态試驗法主要用于大(dà)型的，不可(kě)移動工(gōng)件(jiàn)的硬度檢測。
各種金屬硬度計(jì)就(jiù)是根據上述試驗方法設計(jì)的。下面分(fēn)别介紹基于各種試驗方法的硬度計(jì)的原理(lǐ)、特點與應用。
HB =F / S …………………………….… (1-1)
=F / πDh…..……………………..… (1-2)
=0.102×
式中：F —— 試驗力，N；
S —— 壓痕表面積，mm；
D —— 球壓頭直徑，mm；
h —— 壓痕深度，mm；
d —— 壓痕直徑，mm。
1.2布氏硬度計(jì)的特點：
布氏硬度試驗的優點是其硬度代表性好，由于通常采用的是
布氏硬度試驗的缺點是壓痕較大(dà)，成品檢驗有困難，試驗過程比洛氏硬度試驗複雜，測量操作(zuò)和壓痕測量都(dōu)比較費時，并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過渡都(dōu)會使壓痕直徑的測量産生(shēng)較大(dà)誤差，因此要求操作(zuò)者具有熟練的試驗技術(shù)和豐富經驗，一般要求由專門(mén)的實驗員(yuán)操作(zuò)。
1.3布氏硬度計(jì)的應用
布氏硬度計(jì)主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗有着較好的對應關系。布氏硬度試驗還(hái)可(kě)用于有色金屬和軟鋼，采用小直徑球壓頭可(kě)以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測，由于壓痕較大(dà)，一般不用于成品檢測。
1.4布氏硬度試驗條件(jiàn)的選擇
如(rú)同洛氏硬度試驗關于标尺的選擇一樣，布氏硬度試驗也要遇到試驗條件(jiàn)的選擇問(wèn)題，即試驗力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的，而是要遵循一定的規則，并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理(lǐ)搭配，應用起來(lái)比洛氏硬度試驗略顯複雜。
布氏硬度試驗最常用的試驗條件(jiàn)是采用
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K ………………………（１－４）
圖1-2布氏硬度壓痕相(xiàng)似原理(lǐ)
這個規則來(lái)源于相(xiàng)似律。根據相(xiàng)似律，在圖１－２中不同直徑的球壓頭D1 、D2 在不同的試驗力F1 、F2作(zuò)用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1、d2是不同的，但(dàn)是隻要壓入角Ø1、Ø2相(xiàng)同，壓痕就(jiù)具有相(xiàng)似性。這時試驗力和壓頭球直徑的平方之比就(jiù)是一個常數。在這種條件(jiàn)下，采用不同的試驗力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測得(de)的硬度值是相(xiàng)同的，在不同的試樣上測得(de)的硬度值是可(kě)以 相(xiàng)互比較的。
試驗力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊标準中表示爲F/D2，在采用牛頓力的新标準中表示爲
0.24D<D
否則試驗結果是無效的,應選擇合适的試驗力重新試驗。人們的大(dà)量試驗表明，當壓頭直徑在 0.24D~0.6D之間時，測得(de)的硬度值與試驗力大(dà)小無關。
布氏硬度試驗可(kě)選擇的試驗力從(cóng)
布氏硬度試驗可(kě)選擇的
标準GB/T231.1—2002中規定的試驗條件(jiàn)如(rú)表1－1所示。
表1－1布氏硬度試驗條件(jiàn)
|
硬度符号 |
球直徑 D/mm |
試驗力－壓頭球 直徑平方的比率 |
試驗力 F/N |
|
HBW10/3000 HBW10/1500 HBW10/1000 HBW10/500 HBW10/250 HBW10/100 HBW5/750 HBW5/250 HBW5/125 HBW5/62.5 HBW5/25 HBW2.5/187.5 HBW2.5/62.5 HBW2.5/31.25 HBW2.5/15.625 HBW2.5/6.25 HBW1/30 HBW1/10 HBW1/5 HBW1/2.5 HBW1/1 |
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 14710 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 |
标準GB/T231.1—2002中規定試驗力和壓頭直徑平方之比（
表１－２.試驗力—壓頭直徑平方之比的選擇
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材料 |
布氏硬度 HRW |
試驗力-壓頭球直徑平方的比率 |
|
鋼、鎳合金、钛合金 |
|
30 |
|
鑄鐵1） |
<140 ≥140 |
10 30 |
|
銅及銅合金 |
<35 |
5 |
|
35~200 |
10 | |
|
>200 |
30 | |
|
輕金屬及合金 |
<35 |
2.5 |
|
35~80 |
5 10 15 | |
|
>80 |
10 15 | |
|
鉛、錫 |
|
１ |
|
１）對于鑄鐵的試驗，壓頭球直徑一般爲 | ||
标準GB/T231.1—2002中規定，對于鋼隻有一種選擇，就(jiù)是
1.5布氏硬度與抗拉強度的關系
由于布氏硬度試驗能夠反映出試樣較大(dà)範圍内的綜合性能，因此布氏硬度與材料的其他(tā)機(jī)械性能關系密切，尤其是與抗拉強度存在近似的換算關系：
σb=K＆#8226;HB ………………………… (1-6)
式中：σb—抗拉強度值，MN/m2；
K—常數，不同材料有不同的數值。
通過測試布氏硬度可(kě)以間接得(de)到材料的抗拉強度。這一點在生(shēng)産實際中具有重大(dà)意義。可(kě)以通過測量硬度的方法得(de)到近似的強度值，這樣既可(kě)以提高工(gōng)作(zuò)效率，又可(kě)以節省材料。
部分(fēn)金屬材料的換算關系如(rú)1－３表所示。
|
材 料 |
布氏硬度值 |
近似換算關系 |
|
鋼 |
125~175 ＞175 |
σb≈0.343HB×10MN/m2 σb≈0.363HB×10MN/m2 |
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鑄鋁合金 |
|
σb≈0.26HB×10MN/m2 |
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退火(huǒ)黃(huáng)銅、青銅 |
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σb≈0.55HB×10MN/m2 |
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冷(lěng)加工(gōng)後的黃(huáng)銅、青銅 |
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σb≈0.40HB×10MN/m2 |
1.布氏硬度計(jì)（GB/T231.1—2002）
1.1布氏硬度計(jì)原理(lǐ)
對直徑爲D的硬質合金球壓頭施加規定的試驗力，使壓頭壓入試樣表面，經規定的保持時間後， 除去(qù)試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑d，布氏硬度用試驗力除以壓痕表面積的商來(lái)計(jì)算。