影響布氏硬度計(jì)準(zhǔn)確度測(cè)量的因素及排除方法

1、影響布氏硬度計(jì)準(zhǔn)確度測(cè)量的因素及排除方法摘要：布氏硬度計(jì)是一種專門應(yīng)用于鑄鐵、鋼材、軟合金和有色金屬等材料硬 度檢測(cè)的儀器設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)及實(shí)驗(yàn)研究等領(lǐng)域有著廣泛且重要的應(yīng)用。同時(shí)， 布氏硬度試驗(yàn)也是壓痕最大的一種試驗(yàn)，與其他硬度試驗(yàn)檢測(cè)方法相比，其可以 更好地反映出材料的綜合性能。但就國(guó)內(nèi)布氏硬度計(jì)的測(cè)量應(yīng)用發(fā)展來(lái)看，應(yīng)用 布氏硬度檢測(cè)試驗(yàn)得到的測(cè)量結(jié)果，其精度普遍得不到應(yīng)有的保障，客觀存在著 眾多的誤差干擾因素。筆者即從布氏硬度計(jì)的測(cè)量原理入手，就其誤差影響因素 和排除措施，發(fā)表幾點(diǎn)看法，以供相關(guān)人員參考。關(guān)鍵詞：布氏硬度計(jì)；測(cè)量；誤差影響因素；排除方法隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)

2、展迅速，尤其是冶金、鍛造等重型 工業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)十分迅猛，相應(yīng)提高了對(duì)于金屬硬度測(cè)試精準(zhǔn)性的實(shí)際要求。布 氏硬度試驗(yàn)作為目前壓痕最大的硬度檢測(cè)方法，其憑借檢測(cè)性能優(yōu)良、檢測(cè)結(jié)果 質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)，在冶金、鍛造以及有色金屬等領(lǐng)域，得到了廣泛且重要的應(yīng)用。 但就布氏硬度檢測(cè)法的實(shí)踐應(yīng)用來(lái)看，盡管布氏硬度檢測(cè)是一種精度較高的檢測(cè) 方法，可依然存在著眾多的誤差影響因素，會(huì)降低最終檢測(cè)結(jié)果的精度和質(zhì)量。 本文即從布氏硬度計(jì)的基本工作園林入手，就其誤差影響因素和誤差排除措施， 進(jìn)行了分析和探討，具體內(nèi)容如下：一、布氏硬度計(jì)的基本工作原理分析布氏硬度檢測(cè)試驗(yàn)不屬于無(wú)損測(cè)試，在試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)對(duì)試驗(yàn)品造成一定程度 的損

3、傷，這也是布氏硬度檢測(cè)的基本特征之一，布氏硬度計(jì)如圖一所示。正式硬 度測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中，布氏硬度計(jì)會(huì)控制一個(gè)直徑固定的鋼球，以設(shè)定的速度和試 驗(yàn)力穩(wěn)定壓入試驗(yàn)表面，保持一定時(shí)間的試驗(yàn)力之后，卸除該試驗(yàn)力。隨后通過(guò) 對(duì)試樣壓痕球形表面積對(duì)應(yīng)平均壓力的計(jì)算，完成金屬布氏硬度值的最終確定。 通常情況下，球壓頭的直徑為10.0mm，試驗(yàn)力為3000.0kg?？偟膩?lái)說(shuō)，布氏硬 度檢測(cè)試驗(yàn)是一種精度較高的硬度測(cè)量方法，但就試驗(yàn)實(shí)際操作而言，其對(duì)于操 作人員的操作規(guī)范以及試樣的質(zhì)量，有著較高且嚴(yán)苛的要求，如試樣質(zhì)量不合格 或存在不規(guī)范的試驗(yàn)操作，就可能導(dǎo)致試驗(yàn)偏差問(wèn)題的產(chǎn)生。圖一布氏硬度計(jì)二、布氏硬度測(cè)量試驗(yàn)

4、常見(jiàn)誤差影響因素及排除措施分析通過(guò)以上布氏硬度計(jì)的基本原理分析可以發(fā)現(xiàn)，布氏硬度計(jì)的試驗(yàn)過(guò)程相對(duì) 簡(jiǎn)單，并且硬度測(cè)量試驗(yàn)涉及的試驗(yàn)主體較少，只有試樣和布氏硬度計(jì)，因此布 氏硬度測(cè)量試驗(yàn)誤差主要受試樣和布氏硬度計(jì)兩方面的干擾和影響產(chǎn)生，其次可 能由于環(huán)境因素的影響產(chǎn)生。本文即分別從試樣、布氏硬度計(jì)和環(huán)境三個(gè)角度， 就其硬度測(cè)量試驗(yàn)誤差影響影響因素和誤差排除措施，進(jìn)行了分析和探討，具體 內(nèi)容如下：（一）試樣方面的誤差因素分析布氏硬度試驗(yàn)主要是通過(guò)對(duì)試樣表面進(jìn)行擠壓，隨后測(cè)定試樣擠壓表面平均 壓力的方式，測(cè)定試樣布氏硬度的檢測(cè)方法。因此，金屬試樣自身表面積質(zhì)量、 厚度等屬性，直接影響著硬度檢測(cè)的實(shí)際

5、質(zhì)量和精準(zhǔn)度。首先，雖然試樣表面粗糙度對(duì)于試樣硬度檢測(cè)精準(zhǔn)度的影響作用較小，且布 氏硬度計(jì)在使用操作過(guò)程中，并沒(méi)有對(duì)試樣表面粗糙度做出詳細(xì)的要求，但過(guò)于 粗糙的試樣表面仍可能造成試樣壓痕邊緣模糊的問(wèn)題，從而降低檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn) 度。因此，盡管布氏硬度計(jì)并沒(méi)有對(duì)試樣表面光滑度做出詳細(xì)的要求和規(guī)定，相 關(guān)操作人員在實(shí)際檢測(cè)操作過(guò)程中，仍需要對(duì)試樣表面進(jìn)行相應(yīng)的研磨處理，以 盡量避免由于試樣表面光滑度不足導(dǎo)致的檢測(cè)精度下降問(wèn)題的發(fā)生；其次，試樣 表面存在污物，也是導(dǎo)致布氏硬度檢測(cè)精度下降的主要原因。針對(duì)此類問(wèn)題，操 作人員還是要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段的檢測(cè)質(zhì)量管控力度，做好試樣的檢測(cè)預(yù)處理工 作，保持試樣表

6、面清潔度和光滑度，以確保硬度檢測(cè)精度了；最后，如在硬度檢 測(cè)試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)試樣背部或邊緣存在變形或裂痕，應(yīng)及時(shí)判定試驗(yàn)無(wú)效，重新進(jìn) 行試驗(yàn)。通常情況下，布氏硬度試驗(yàn)選用的試驗(yàn)，其自身厚度應(yīng)大于壓痕深度十 倍以上，以保障試驗(yàn)的有效進(jìn)行。此外，布氏硬度試驗(yàn)過(guò)程中，相關(guān)操作人員還 應(yīng)注意加強(qiáng)試樣溫度的控制，有色金屬試樣的溫度需控制在常溫以下，黑色金屬 試樣溫度最高不允許高于100C。（二）布氏硬度計(jì)方面的誤差因素分析1、由于試驗(yàn)力引發(fā)的誤差試驗(yàn)力大小直接影響著最終的硬度測(cè)定結(jié)果，如試驗(yàn)力偏離既定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值， 則壓痕也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。通常來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)力向增大的方向偏移，則壓痕也隨 之加深，得到的硬度測(cè)定

7、值就偏低；反之，則壓痕變淺，硬度測(cè)定值偏高。這種 影響在低硬度試樣的硬度測(cè)定中表現(xiàn)尤為明顯。這種誤差可通過(guò)加強(qiáng)設(shè)備校驗(yàn)的 方式避免和解決。2、由于摩擦力引發(fā)的誤差摩擦力也是試驗(yàn)操作人員需要著重注意的一個(gè)誤差誘導(dǎo)因素。一般來(lái)說(shuō)，摩 擦力主要由于主軸系統(tǒng)對(duì)應(yīng)壓軸在襯套中的導(dǎo)向、大小杠桿的刀刃支撐以及大杠 桿支點(diǎn)軸承產(chǎn)生。針對(duì)此類問(wèn)題可以通過(guò)合理加注潤(rùn)滑油以及定時(shí)清潔設(shè)備的方 式，降低摩擦力的誤差影響，提高測(cè)定精準(zhǔn)度。3、鋼球直徑鋼球直徑也是布氏硬度測(cè)定精準(zhǔn)度的主要影響因素之一。為避免此類因素的 誤差影響，試驗(yàn)操作人員在實(shí)際硬度試驗(yàn)過(guò)程中，需綜合試樣檢測(cè)要求，選擇合 適的鋼球直徑，以確保測(cè)定精度和試

8、驗(yàn)效果。另外，鋼球硬度也需要經(jīng)過(guò)科學(xué)的 分析進(jìn)行確定。（三）環(huán)境方面的誤差因素分析環(huán)境因素影響主要表現(xiàn)在環(huán)境溫度影響和環(huán)境灰塵污染兩個(gè)方面。針對(duì)這兩 方面問(wèn)題，試驗(yàn)操作人員只需要合理控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)空間內(nèi)的清潔， 就可以避免。結(jié)語(yǔ)綜上所述，使用布氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)定時(shí)，試驗(yàn)操作人員需全面加強(qiáng)對(duì)試 驗(yàn)誤差排除工作的重視，從布氏硬度測(cè)定基本原理入手，結(jié)合誤差因素分析結(jié)果， 綜合加強(qiáng)布氏硬度試驗(yàn)過(guò)程中的質(zhì)量管控力度，從而確保布氏硬度試驗(yàn)的有效落 實(shí)，提高實(shí)驗(yàn)精度和有效性。參考文獻(xiàn)黃莉.影響布氏硬度計(jì)準(zhǔn)確度測(cè)量的因素及排除方法J.黑龍江科技信息， 2017 （10）.張一，陳鑫.布氏硬度計(jì)檢定和故障分析J.科技創(chuàng)