勃氏硬度的實驗步驟!
勃氏硬度試驗
(Brinell Hardness Test)
一、實驗目的
金屬材料之硬度(hardness)是機械性質中zui重要的性質之一,因硬度試驗方法簡單,其硬度值較易求得,且從硬度值大概可以推想其它的機械性質,如抗拉強度、含碳量、切削性、疲勞強度等機械性質。
勃氏(Brinell)硬度試驗之目的在于測定金屬材料的勃氏硬度值,并熟悉勃氏硬度試驗機之操作,進而利用所得之硬度值,分析其它之機械性質。
二、實驗器材及設備
1. 勃氏硬度試驗機或試驗機。
2. 鏡片刻劃zui小格為0.05mm 或0.02mm 之顯微鏡。
實驗原理
勃氏硬度試驗,為瑞典人 J.A. Brinell 于1900年所發表的硬度試驗方法,其應用歷史較長。
勃氏硬度試驗之原理乃是將極硬之鋼球(其規格有直徑10mm,5mm,2.5mm,勃氏硬度值 BHN >450 以上),以一定荷重壓入試片表面,使之充份產生塑性變形(如圖2-2)。當除去荷重后,試片表面形成球面之壓痕,然后我們以所知之荷重P,除以球面壓痕之表面積A,所得之商稱為勃氏硬度值,一般常以 BHN 或 HB 表示之。
實驗步驟
茲將油壓式勃氏硬度試驗機試驗步驟分述如下:
1. 先將試片以砂輪切割機或鋸子切成厚度在10倍壓痕直徑以上之厚度。
2. 以銼刀銼平試片表面,并以砂紙將試片表面磨光。
3. 依試材之不同選擇適當之鋼球(鋼球之直徑為10mm及5mm)。
4. 選擇適當之荷重,并依荷重決定重錘之大小及數量。切記重錘之裝置及卸下時須要左右同時為之,以免錘架彎曲,影響試驗結果。
茲將重錘大小及數量與荷重關系列于下表:
5. 將試片置于鉆座上,旋轉升降手輪,直到試片昇高至與鋼球接觸為止,并檢查試片之測定面與鋼球固定座之軸是否垂直。
6. 關閉釋壓閥(release valve),緩慢上下搖動油壓槓桿(即油壓泵)使壓力遂漸增加,直到壓力計上達到預定壓力時,此時荷重與壓力達到平衡,荷重即已加在試片上。
7. 保持壓力30~60秒,然后再緩慢松開釋壓閥,使重錘緩慢下降,直到壓力降為零。
8. 旋轉手輪,使試片座下降,然后取下試片。
9. 以測微顯微鏡量取壓痕直徑,再經查表而求出硬度值。(硬度值表列于表2-1至表2-3)
六、注意事項
1. 取試驗面為平面之試片,并將其研磨至平滑,且厚度在凹痕深度的10倍以上,寬度為鋼球直徑的5倍以上。
2. 注意壓痕直徑之大小宜在鋼球直徑1/5~1/2的范圍之間。
3. 此試驗不適用于薄板材料,或小直徑之鐵絲。
4. 當材料硬度超過鋼球硬度時,須換裝碳化鎢之類的超硬合金鋼球。
5. 同一點不可重覆實驗,因該點已產生塑性變形,而壓痕中心距試片邊緣應在2.5倍鋼球直徑以上。
6. 當試驗完畢后,將試驗機復原并保養之。
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