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布氏硬度計工作原理是把一定直徑的鋼球。在一定試驗力作用下以一定的速度壓入試樣表面經(jīng)規(guī)定的試驗力保持時間后卸除試驗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)生及測量的因素均影響布氏硬度值。影響測量準(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量結(jié)果。(1)盡管布氏方法受粗糙表面的影響小對表面研磨要求不高。但為使壓痕邊緣清晰保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性該方法對表面粗糙度也有一定的限制。(2)表面清潔度對布氏硬度測量值和不均勻性也是比較關(guān)鍵的油脂、氧化物或灰塵對表面的污染會給硬度測量結(jié)果帶來明顯影響。試樣更不允許存在表面缺陷。(3)試驗后試樣邊緣及背面呈現(xiàn)變形痕跡時則認(rèn)為該試驗無效因此作布氏硬度測定的試樣厚度不應(yīng)小于壓痕深度的10倍。(4)試驗時的試樣溫度應(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
布氏硬度計本身性能對準(zhǔn)確測量的影響主要反映在試驗力、壓頭和測量讀數(shù)顯微鏡上。
(1)試驗力偏離規(guī)定的數(shù)值則壓痕也隨之發(fā)生變化。試驗力偏大壓痕隨之增大則硬度值偏低；反之硬度值偏高。其對低硬度的影響較大對高硬度的影響較小。同時試驗力也會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試驗力偏大；反之試驗力偏小。砝碼的重量超差可經(jīng)修整并在天平上校驗使之在要求的范圍內(nèi)；因杠桿比的誤差而引起的試驗力偏差。可松開支點和力點刀子的緊固螺釘。正超差時，維氏硬度計在支點刀子與杠桿的貼合面間加墊片以減小杠桿比；負(fù)超差時。則在力點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)向大杠桿支點軸承所產(chǎn)生的摩擦力對試驗力的影響較為明顯。對主軸系統(tǒng)和支點軸承應(yīng)定期進(jìn)行清冼和潤滑。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．實際垂直作用于試樣表面的力就小，即主軸傾斜給試驗力帶來負(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)它壓向試樣時本身就會變形導(dǎo)致壓痕增大硬度值偏低．這種影響在高硬度時尤其明顯。鋼球壓頭表面粗糙度應(yīng)不大于0．2 否則對硬度較低的金屬的測試結(jié)果有較大影響。當(dāng)它壓入試樣時會遇到較大阻力使壓痕口茹強
減小導(dǎo)致硬度值偏高。
(3)測量讀數(shù)顯微鏡對布氏硬度計的測量結(jié)果的影響是極明顯的。
①測量讀數(shù)顯微鏡視場模糊影響壓痕直徑的測量。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 測量讀數(shù)顯微鏡的刻度。以標(biāo)準(zhǔn)刻度尺檢查時誤差過大。一般是物鏡座與物鏡管之間松動或其間墊圈丟了．從而改變了鏡筒的長度。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、清潔度和震動所造成的影響往往被忽視。但這些都會造成測量結(jié)果的偏差因此硬度計應(yīng)安裝在干燥、清潔、無震動的環(huán)境中并應(yīng)安裝在穩(wěn)固的工作臺上。
四、操作
加荷速度及保荷時間控制不準(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)試驗力保持時間長試樣受力作用發(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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