布氏硬度

什么是布氏硬度

作为表示材料硬度的一种标准，布氏硬度是由瑞典人布纳瑞（J.A.Brinell）首先提出的，故称布氏硬度。布氏硬度（HB）是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：

以一定的载荷将一定大小的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm²

布氏硬度单位符号及表示方法

1、布氏硬度的符号：

布氏硬度的符号用 HBS或HBW表示。

HBS表示压头为淬硬钢球，用于测定布氏硬度值在450以下的材料，如软钢、灰铸铁和有色金属等。

HBW表示压头为硬质合金，用于测定布氏硬度值在650以下的材料。

2、布氏硬度的表示方法：

HBS或HBW之前的数字为硬度值，后面按顺序用数字表示试验条件：

①压头的球体直径；

②试验载荷；

③试验载荷保持的时间（10~15s不标注）。

例如170HBS10/1000/30表示用直径10mm的钢球，在9807 N（1000 kgf）的试验载荷作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。

530HBW5/750表示用直径5 mm的硬质合金球，在7355N（750kgf）的试验载荷作用下，保持10~15s时测得的布氏硬度值为530。

布氏硬度范围

布氏硬度范围为8~650HBW。

由于金属材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力F和压头直径D，就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。

因此，在生产中进行布氏硬度试验时，要求能使用不同大小的试验力和压头直径，对于同一种材料采用不同的F和D进行试验时，能否得到同一的布氏硬度值，关键在于压痕几何形状的相似，即可建立F和D的某种选配关系，以保证布氏硬度的不变性。

对于某些金属材料来说，可以根据布氏硬度值粗略地确定其抗拉强度值。

布氏硬度计使用

布氏硬度计其主要运用于一些铸铁行业，或者钢材、以及有色金属等软合金的格料的测定，用来测定这些材料的硬度，其中Z为常用的就是压痕的方法，通过压痕的方法能够很好的反映出测定材料的综合性能，同时也是一种精度非常高的硬度的试验方法，经常被广泛的运用于一些冶金、锻造等一些有色金属的工作生产中，对于科研类的实验室也经常会用到。

布氏硬度计的工作原理把一定直径的钢球，在一定试验力作用下,以一定的速度压入试样表面,经规定的试验力保持时间后卸除试验力。以试样压痕球形表面积上的平均压力来表示金属的布氏硬度值。

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。

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。

布氏硬度测量试验

在进行布氏硬度测量试验时，照常理分析，即用同一球体对应同一试样，当变换试验力时，凹印面积会有变化，试验力大压痕深，凹印面积大；试验力小压痕浅，凹印面积小，但单位面积上的抗力应是相同的，即布氏硬度值应为常数。对于不同硬软的试样，当变换试验力时应有对应的差值，保证不同材料的可比性。

实际上，在硬度检测中试验力与球任意变换时，直径的变化与凹印面积的变化在球冠与接近球径处是非线性关系的，对于硬软差异大的材料，压头压入深浅不同其应力状况也是复杂的。所以，上述理想状况不存在。也就是说，在布氏硬度试验中，不能任意选择压头和试验力，必须遵守一定的规则，这就提出了相似原理问题。

相似原理的应用，在布氏硬度试验方法中是非常重要的，对它应有清楚的认识和理解才能运用自如和获得较准确以及可比较的数据。对于硬度不同的各种材料，如能采用变换试验力和相应变换压头球径的办法获得统一的压入角，这就可能获得准确的可比的硬度值。但在实际工作中，由于材料的千差万别，不同材料硬度值的变化范围很大，目前还不能实现这一技术要求。

因此，进行布式硬度试验时，为了得到较理想的结果和技术上又便于实现的办法，注意选择试验力和球径的合理搭配，控制压入角（α）和压痕直径（d）在一定范围内变化，就能获得对同一种材料有相同的硬度值；对不同硬度的材料能获得可比较的硬度植的结果。