軼諾|金屬材料常用的硬度測(cè)試方法之布氏(Brinell)
硬度是反映材料力學(xué)性能的基本指標(biāo),而布氏硬度測(cè)量方法由于壓痕大、測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確,是金屬硬度檢測(cè)中應(yīng)用廣泛的檢測(cè)方法之一。
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布氏硬度測(cè)試的應(yīng)用
布氏硬度計(jì)主要用于鑄鐵、鋼材、有色金屬及軟合金等材料的硬度測(cè)定,常用在冶金、鍛造、電力、石油機(jī)械、軌道車(chē)輛、汽車(chē)、實(shí)驗(yàn)室、大專(zhuān)院校和科研等領(lǐng)域。
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布氏硬度測(cè)試的提出者
布氏硬度檢測(cè)方法最初是在 1899年由瑞典工程師J.A.Brinell在研究熱處理對(duì)軋鋼組織影響時(shí)提出來(lái)。這種方法使用最早,由于其壓印痕較大,因而硬度值受試樣組織顯微偏析及成分不均勻的影響輕微,檢測(cè)結(jié)果分散度小,復(fù)現(xiàn)性好,能比較客觀地反映出材料的客觀硬度。
布氏硬度測(cè)試的原理
在規(guī)定的檢測(cè)力(F)作用下,將一定直徑(D)的硬質(zhì)合金球壓入試樣表面,保持一定時(shí)間,然后去除檢測(cè)力。測(cè)量試樣表面上所壓印痕直徑(d)。根據(jù)d可以計(jì)算出壓痕凹印面積(A)。布氏硬度值是檢測(cè)力除以壓痕球形表面積(A)所得的商。其中壓痕直徑是在壓痕的兩個(gè)相互垂直方向上利用光學(xué)讀數(shù)顯微鏡進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)測(cè)得的兩壓痕直徑求得壓痕平均直徑,然后再帶入公式求得其布氏硬度。壓痕大(即F/A值小)表示球壓入深,硬度值低;反之則硬度值高。
布氏硬度試驗(yàn)是所有硬度試驗(yàn)中壓痕最大的一種試驗(yàn)方法,由于布氏硬度檢測(cè)采用的壓力大,壓頭球徑大,壓痕直徑大,不受試樣組織顯微偏析及成分不均勻的影響,能反映出材料的綜合性能。適合大晶粒、組織不均勻的材料,如鍛鋼、鑄鐵、各種退火、調(diào)質(zhì)處理后的鋼材、有色金屬及其合金,等,尤其適合較軟的金屬,如鋁、銅、鉛、錫、鋅等及其合金。當(dāng)然, 采用小直徑球壓頭可以測(cè)量小尺寸和較薄材料。由于壓痕較大,布氏硬度計(jì)多用于原材料和半成品的檢測(cè),
布氏硬度測(cè)試的特點(diǎn):
壓痕大、精度高;
布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系
布氏硬度計(jì)測(cè)試的不足之處:
壓痕較大,成品檢驗(yàn)有困難;
試驗(yàn)過(guò)程比洛氏硬度試驗(yàn)復(fù)雜,壓痕測(cè)量費(fèi)時(shí), 對(duì)操作者的要求高。
自動(dòng)布氏測(cè)試
當(dāng)然, 一些國(guó)外品牌已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量, 大大降低了操作誤差。 軼諾NEXUS3400基于AI深度學(xué)習(xí)的算法和圖像處理技術(shù),減少了人工誤差,提高了測(cè)量精度和效率。
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布氏測(cè)深法
除了以上介紹的人工和AI只能測(cè)量的測(cè)量方法,還有深深法測(cè)試布氏硬度值,即,通過(guò)測(cè)量壓頭壓入被測(cè)材料的深度,簡(jiǎn)化測(cè)量操作,快速得到布氏硬度的測(cè)量結(jié)果。布氏測(cè)深法用符號(hào)HBT表示。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,人工測(cè)量的布氏方法測(cè)試可靠,但效率較低,有人為誤差; 測(cè)深法雖被證明具有可行性,但廣泛驗(yàn)證和普及性有待提高;基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別技術(shù)具有測(cè)量精度和效率的優(yōu)勢(shì)。