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GB/T231.1-2018 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分:试验方法

试验原理

该试验通过对特定直径 D 的碳化钨合金球施加试验力 F,使其压入试样表面。保持规定时间后卸除试验力,测量试样表面压痕直径 d。布氏硬度值与试验力除以压痕表面积的商成正比,其中压痕被视作卸载后具有特定半径的球形,压痕表面积依据压痕平均直径和压头直径,经由特定公式计算得出,以此量化材料抵抗塑性变形的能力。

GB/T231.1-2018 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分:试验方法

试验设备

硬度计

涵盖固定式与便携式布氏硬度计,均需符合 GB/T 231.2 或 JJG 150 的规定,确保硬度计示值准确、稳定,为试验提供可靠支撑。

压头

采用碳化钨合金球作为压头,相比以往的硬质合金球表述更为确切,其直径规格应严格符合标准要求,且工作表面光滑、硬度达标,以保障压痕质量。

压痕测量装置

可选用手动或自动测量系统,需具备均匀视场照明,能精准测量压痕直径,满足试验精度需求。

试样要求

制备

试样应从外观合格的金属材料上切取,加工过程中避免损伤表面、改变性能,保证测试部位材质均匀、无缺陷。

厚度

试样最小厚度与压痕平均直径相关,务必保证试验后试样背面无可见变形痕迹,防止因厚度不足影响试验准确性。

表面状态

试样表面应平整光滑,能确保压痕直径精确测量即可,不再强制要求表面粗糙度参数 Ra 不大于 1.6μm,给予操作者更多灵活性。

试验程序

温度控制

试验通常在 10℃ - 35℃室温下开展,对温度要求严苛时,需控制在(23 ± 5)℃,规避温度波动对材料性能及试验结果的干扰。

硬度计核查

试验前依据附录 B,使用标准硬度块检查硬度计状态,确认示值误差、重复性等指标符合 GB/T 231.2 相关要求,保证硬度计正常运行。

试验力选择

依据材料特性与预估硬度值,合理选定试验力,确保压痕直径处于 0.24D - 0.6D 区间,超出该范围需在报告中注明 d/D 比值。

加载操作

将试样稳固放置在刚性试台上,确保压头与试样表面垂直接触后,在 2 - 8s 内平稳施加试验力,保持 10 - 15s(特殊材料可适当延长,公差为 ±2s)后卸载。

压痕间距

任一压痕中心距试样边缘距离至少为压痕平均直径 2.5 倍,相邻压痕中心间距至少为压痕平均直径 3 倍,防止压痕间相互影响。

测量计算

手动测量时,测量压痕相互垂直方向两个直径,取平均值计算布氏硬度;自动测量系统可采用经验证的其他算法,如多次测量平均值、测量压痕投影面积等。计算得到的布氏硬度值统一修约至 3 位有效数字。

试验结果评定

严格按照相关产品标准评定试验结果。若产品标准未明确,在规定试验条件下,测量的布氏硬度值应符合材料性能预期,压痕表面无明显裂纹、剥落等异常,视为合格。当压痕直径与压头直径比率超出规定范围、换算成其他硬度标尺值时,均需在试验报告中详细注明相关信息 。

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