当前位置：首页 > 新闻中心 > 技术支持 > 如何鉴别电缆优质
如何鉴别电缆优质
硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。
金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属 硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。
各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。
HB =F / S …………………………….… (1-1)
=F / πDh…..……………………..… (1-2)
=0.102×
式中：F —— 试验力，N；
S —— 压痕表面积，mm；
D —— 球压头直径，mm；
h —— 压痕深度，mm；
d —— 压痕直径，mm。
1.2布氏硬度计的特点：
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是
布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，测量操作和压痕测量都比较费时，并且由于压痕边缘的凸起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差，因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验，一般要求由专门的实验员操作。
1.3布氏硬度计的应用
布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试，锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢，采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测，由于压痕较大，一般不用于成品检测。
1.4布氏硬度试验条件的选择
如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样，布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题，即试验力F和压头球直径D的选择。这种选择不是任意的，而是要遵循一定的规则，并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配，应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。
布氏硬度试验最常用的试验条件是采用
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K ………………………（１－４）
图1-2布氏硬度压痕相似原理
这个规则来源于相似律。根据相似律，在图１－２中不同直径的球压头D1 、D2 在不同的试验力F1 、F2作用下压入试样表面，压痕直径d1、d2是不同的，但是只要压入角Ø1、Ø2相同，压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下，采用不同的试验力和不同直径的球压头，在同一试样上测得的硬度值是相同的，在不同的试样上测得的硬度值是可以 相互比较的。
试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2，在采用牛顿力的新标准中表示为
0.24D<D
否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明，当压头直径在 0.24D~0.6D之间时，测得的硬度值与试验力大小无关。
布氏硬度试验可选择的试验力从
布氏硬度试验可选择的
标准GB/T231.1—2002中规定的试验条件如表1－1所示。
表1－1布氏硬度试验条件
|
硬度符号 |
球直径 D/mm |
试验力－压头球 直径平方的比率 |
试验力 F/N |
|
HBW10/3000 HBW10/1500 HBW10/1000 HBW10/500 HBW10/250 HBW10/100 HBW5/750 HBW5/250 HBW5/125 HBW5/62.5 HBW5/25 HBW2.5/187.5 HBW2.5/62.5 HBW2.5/31.25 HBW2.5/15.625 HBW2.5/6.25 HBW1/30 HBW1/10 HBW1/5 HBW1/2.5 HBW1/1 |
10 10 10 10 10 10 5 5 5 5 5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1 1 1 1 1 |
30 15 10 5 2.5 1 30 10 5 2.5 1 30 10 5 2.5 1 30 10 5 2.5 1 |
29420 14710 9807 4903 2452 980.7 7355 2452 1226 612.9 245.2 1839 612.9 306.5 153.2 61.29 294.2 98.07 49.03 24.52 9.807 |
标准GB/T231.1—2002中规定试验力和压头直径平方之比（
表１－２.试验力—压头直径平方之比的选择
|
材料 |
布氏硬度 HRW |
试验力-压头球直径平方的比率 |
|
钢、镍合金、钛合金 |
|
30 |
|
铸铁1） |
<140 ≥140 |
10 30 |
|
铜及铜合金 |
<35 |
5 |
|
35~200 |
10 | |
|
>200 |
30 | |
|
轻金属及合金 |
<35 |
2.5 |
|
35~80 |
5 10 15 | |
|
>80 |
10 15 | |
|
铅、锡 |
|
１ |
|
１）对于铸铁的试验，压头球直径一般为 | ||
标准GB/T231.1—2002中规定，对于钢只有一种选择，就是
1.5布氏硬度与抗拉强度的关系
由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能，因此布氏硬度与材料的其他机械性能关系密切，尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系：
σb=K＆#8226;HB ………………………… (1-6)
式中：σb—抗拉强度值，MN/m2；
K—常数，不同材料有不同的数值。
通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值，这样既可以提高工作效率，又可以节省材料。
部分金属材料的换算关系如1－３表所示。
|
材 料 |
布氏硬度值 |
近似换算关系 |
|
钢 |
125~175 ＞175 |
σb≈0.343HB×10MN/m2 σb≈0.363HB×10MN/m2 |
|
铸铝合金 |
|
σb≈0.26HB×10MN/m2 |
|
退火黄铜、青铜 |
|
σb≈0.55HB×10MN/m2 |
|
冷加工后的黄铜、青铜 |
|
σb≈0.40HB×10MN/m2 |
1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002）
1.1布氏硬度计原理
对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后， 除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。