布氏硬度试验条件的选择
布氏硬度试验报告
布氏硬度试验报告1. 引言布氏硬度试验是一种常用的金属材料硬度测试方法，通过压入不同直径的钢球或钻头在被测试物体表面留下的印模的大小，来计算材料的硬度值。
本报告旨在介绍布氏硬度试验的原理和操作步骤，并通过实验结果分析材料的硬度特性。
2. 原理布氏硬度试验基于物质的形变行为，在试验中施加载荷，通过测量产生的印模面积来计算材料的硬度。
其原理可以分为以下几个步骤：1.选择合适的钢球或钻头：根据被测试材料的硬度范围选择合适的钢球或钻头。
2.施加外力：将被测试材料固定在试验平台上，由试验机施加从小到大的外力。
3.测量印模面积：根据布氏硬度计量尺的刻度值，测量印模的最大直径，并计算印模的面积。
4.计算硬度值：根据公式计算布氏硬度值，即外力除以印模面积。
3. 实验步骤步骤一：准备工作1.清洁被测试的金属样品，确保表面干净。
2.准备布氏硬度试验机，检查机器状态，确保正常运行。
步骤二：选择合适的试验参数1.确定试验所需的的钢球或钻头。
2.设置试验机的初始压力和压力递增量。
步骤三：进行试验1.将被测试样品放置在试验平台上。
2.按照设定的压力递增量，逐渐增加压力。
3.当达到设定的终止压力时，停止施压。
4.使用布氏硬度计量尺测量印模的最大直径。
5.计算印模的面积。
6.记录试验结果。
4. 实验结果与讨论根据实验所获得的数据，可以计算每个试验点的布氏硬度值，并绘制硬度-压力曲线。
通过分析曲线的趋势和变化，可以得出以下结论：1.根据曲线的斜率，可以判断材料的硬度变化趋势。
斜率越大，表示硬度越高。
2.在试验中观察到的突变点或剧烈变化的地方，可能是材料发生变化的临界点，需要进一步研究。
5. 结论通过布氏硬度试验，我们可以得到被测试材料的硬度值，并通过硬度-压力曲线分析材料硬度的变化趋势。
这有助于了解材料的强度和耐磨性，并对材料的选择和应用提供参考。
6. 参考文献（列出参考文献）以上是布氏硬度试验报告的演示，希望能对您有所帮助。
具体报告内容应根据实验目的和数据进行填充和修改，以准确反映所进行的实验及实验结果。
布氏硬度试验方法
布氏硬度计（GB/—2002）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。
图1布氏硬度试验原理HB =F / S (1)=F /πDh (2)=×2F /πDh (3)=×2F/πD (D—) (4)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，mm2. 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10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。
它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。
此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
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，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。
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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。
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10mm直径的球压头，3000kg试验力。
这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。
HB是布氏硬度值
HB是布氏硬度值，过去都是使用钢球压头，新标准中将布氏硬度值明确规定了测量时的压头：HBW 是指用硬质合金压头，HWS是指钢压头，压头的尺寸和载荷不变。
由于钢压头在测量时会发生变形，特别是测量材料较硬时，新标准在这方面减少了漏洞。
用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样表面留下球形压痕。
布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。
用淬火钢球作压头时，布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头，布氏硬度用符号“HBW”表示。
淬火钢球用于测定硬度HBS＜450的金属材料，如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。
为了避免压头变形，可用硬质合金球压头，它适用于测试HBW＜650的金属材料。
（我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。
）HBS，HBW是布氏硬度更详细的分类。
非常专业的时候要用到。
布氏硬度的符号及表示方法布氏硬度的符号用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以下的树料。
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(750kg f)的试验载荷作用下，保持10～15s时测得的布氏硬度值为530。
(3)试验条件的选择布氏硬度试验时，压头球体的直径D、试验载荷F及载荷保持的时间t，应根据被试金属材料的种类、硬度值的范围及厚度进行选择。
常用的压头直径l、2、2．5、5和10毫米五种。
布氏硬度试验方法
布氏硬度计（GB/T231.1—2002）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。
图1布氏硬度试验原理HB =F / S (1)=F /πDh (2)=0.102×2F /πDh (3)=0.102× 2F/ πD (D—) (4)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，mm2. 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10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。
它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。
此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
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，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。
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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。
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10mm直径的球压头，3000kg试验力。
布氏硬度测量
布氏硬度测量硬度是指金属表面上局部体积内抵抗弹性变形、塑性变形或抵抗破坏的能力。
它是金属材料的重要性能之一,也是检验工、模具和机械零件质量的一项重要指标。
硬度试验的方法很多,使用最广泛的是压入法,它用一定的静载荷(压力)把压头压在金属表面上,然后通过测定压痕的面积或深度来确定其硬度。
常用的硬度试验方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等三种。
布氏硬度测量法通常采用的是10 mm直径球压头, 29420 N实验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,测量准确、稳定,其硬度代表性好,数据重复性好,精度高于洛氏硬度。
此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁以及有色金属等的硬度值。
布氏硬度的试验原理是对一定直径D的硬质合金球施加试验力F压入试样表面,保持一定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕直径,见图1。
图1 布氏硬度试验原理布氏硬度值的计算公式式中:常数=1/gn=1/9.80665;gn—标准重力加速度。
一般地,测量出压痕直径后,查表获得材料的布氏硬度值。
传统的试样表面压痕直径测量方法是用20倍读数显微镜测量,比较费时,效率低,测量误差较大。
基于图象处理的布氏硬度测试系统采用图象分析的方法,能够精确的拟合压痕的边缘轮廓,根据像素数计算压痕的面积,自动计算出材料的布氏硬度,并显示在显示屏上,无需查表,方便、快捷、准确。
测量精度高,效率高。
对于一些无法识别的压痕图象,提供了手动直径测量方法可供选择。
1 测试系统的组成及工作原理1.1测试系统的组成测试系统硬件部分主要包括摄像头、图像采集卡、CCD电源等。
系统软件，经开发后具有基本的数字图像处理能力,如可进行滤波、边缘检测、角点检测、采样、差值、色彩转换、形态操作、直方图、图像金字塔等操作,可对各种结构进行分析,包括轮廓处理、距离变换、各种距的计算、模板匹配、多边形逼近、直线拟合、椭圆拟合等。
布氏硬度试验条件的选择
布氏硬度计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。
图1布氏硬度试验原理HB =F / S (1)=F /πDh (2)=0.102×2F /πDh (3)=0.102× 2F/ πD (D—) (4)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，mm2. 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10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。
它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。
此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
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，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。
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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。
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10mm直径的球压头，3000kg试验力。
布、洛、维硬度试验总结
布、洛、维硬度试验概要试验名称试验标准试验原理试验力保持时间符号及表示试样要求适用范围有效条件及结果处理日常校验标准布氏硬度试验GB/T231.1-2009布氏硬度试验法试验温度条件：10～35℃（硬度值加在硬度符号前）试验力F除以残留球压痕表面积：布氏硬度：HBW=0.102 ² F/S其中S=πD h钢、铸铁：10～15s有色金属：30±2s＜35HBW：60±2sHBW/D/F/S 如：350HBW10/1000/30表示：D=10mmF=1000kgfS=30秒1.避免冷、热加工的影响；2.表面平整、无污染、无氧化皮及油脂R a≧1.6μm；3.试样厚度H≥8h正、退火的钢铁；有色金属及其合金；软金属，铝、铅、锡d≤（0.24～0.60）D；压痕中心间距≦3.0d；压痕中心距边缘≦2.5d；试验点≦3点，修约至三位有效数执行标准：GB/T231.2-2009洛氏硬度试验GB/T230.1-2009洛氏硬度、表面洛氏硬度－又称轻载荷硬度试验法。
试验温度条件：10～35℃（硬度值加在硬度符号前）120°金刚石圆锥压头（或硬质合金球）在主试验力F1作用下产生残余压痕深h，则硬度：HR=N-h/SN- 标尺常数S- 标尺硬度单位由F0→加至总试验力F的时间≦1s且≧8s；总试验力F保持时间4s±2s；卸去主试验力F1，保持F0稳定后读数有九种标尺以HRA、HRC 、HRB最常用，压头用硬质合金钢球时，符号后面加W，如60HRBW。
表面洛氏硬度用HRN、T表示如70HR30N1.避免冷、热加工的影响；2.表面平整，无污染R a≧1.6μm；3.试样厚度H ≥10h球压头H≥15hH-压痕深，可由下式计算：h=(N-HR)S或查表S-硬度标尺单位HRA-测硬质材料、表面硬化层、薄硬钢材；HRB-测中低硬度材料，如低碳钢、软合金；HRC-淬火+回火合金钢、较高硬度锻件等；HRN、T-负荷轻，测较薄或经表面热或化学处理的表面硬度压痕中心间距≧4d，且≦2mm；压痕中心距边缘≦2.5d，且≦1mm；d为压痕平均直径。
布氏硬度法
布氏硬度法一、介绍布氏硬度法是一种常用的材料硬度测试方法，由英国科学家布氏（Brinell）于1900年提出。
该方法通过在材料表面施加一定的载荷，然后测量载荷产生的印痕直径，从而确定材料的硬度。
二、测试原理布氏硬度测试原理基于材料的塑性变形，测试时使用一定直径的钢球或硬质合金球，通过在材料表面施加一定的载荷，使球头压入材料表面形成一个凹坑。
载荷大小一般在500至3000千克之间。
三、测试过程1.准备：选择适当直径的钢球或硬质合金球，并将其安装在布氏硬度试验机的压头上。
2.清洁：将待测试的材料表面清洁干净，确保无尘、无油污等杂质。
3.定位：将试验机的压头与待测试材料表面对准，并确保垂直于表面施加力。
4.施加载荷：通过试验机控制系统施加一定的载荷，使球头压入材料表面。
5.测量印痕直径：在载荷施加后，移除载荷并取下压头，使用显微镜或放大镜测量印痕的直径。
6.记录数据：记录载荷大小、印痕直径等数据。
四、计算硬度值布氏硬度的计算公式为：硬度值 = 施加载荷 / 印痕表面积。
其中印痕表面积可以通过印痕直径计算得到。
五、优缺点优点：1.适用范围广：布氏硬度法适用于各种金属和非金属材料的硬度测试。
2.精度较高：布氏硬度测试结果相对准确，可以提供材料的硬度数值。
缺点：1.试验时间较长：相对于其他硬度测试方法，布氏硬度测试需要较长的时间来完成。
2.表面处理要求高：材料表面需要清洁干净，不能有杂质影响测试结果。
六、应用领域布氏硬度法广泛应用于各个行业中，特别是材料科学和工程领域。
以下是一些常见的应用领域： 1. 金属材料：布氏硬度测试可用于金属材料的硬度评估，例如钢铁、铝合金等。
2. 塑料材料：布氏硬度测试可用于塑料材料的硬度评估，例如聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。
3. 陶瓷材料：布氏硬度测试可用于陶瓷材料的硬度评估，例如瓷砖、陶瓷器皿等。
4. 复合材料：布氏硬度测试可用于复合材料的硬度评估，例如纤维增强复合材料。
ASTM布氏硬度试验标准简介
ASTM E10 - 01 标准对布氏硬度试样的要求有 以下三点 :
(1) 试样的厚度至少应为压痕深度的 10 倍 ,当 球压头直径 10mm 时布氏硬度允许的最小厚度见 表 1。
(2) 试样被测面的尺寸应能保证任一压痕边缘 距试样边缘和其它压痕边缘的距离为压痕直径的 2. 5 倍 ;
表 4 ASTM E10 - 01 标准与 GB/ T 231. 1 - 2002 标准差异对照表
Tab. 4 Differences between ASTM E10 - 01 and GB/ T 231. 1 - 2002
项 目
ASTM E10 - 01
GB/ T 231. 1 - 2002
1
5
49. 03
HBW1/ 2. 5
1
2. 5
24. 52
HBW1/ 1. 25
1
1. 25
12. 26
HBW1/ 1
1
1
9. 807
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王 滨 :ASTM 布氏硬度试验标准简介
从压痕相似原理出发 ,将根据试样尺寸选择 球压头直径 (优先选择 10mm) ①根据材料种类和硬度选择 0. 102 F/ D2 ②根据 0. 102 F/ D2 选择试验力
从 ASTM E10 把布氏硬度试验分成标准硬度 试验和非标准硬度试验可看出 ,ASTM 标准十分看 重在同等条件下进行试验 ,只有在标准布氏硬度试 验无法进行时 ,方可根据压痕相似原理 ,选择试验力 2压头球直径平方的比率 0. 102 ×F/ D2 相同的非标 准布氏硬度试验 。
布氏硬度计的相关选择介绍
布氏硬度计的相关选择介绍布氏硬度计是一种广泛应用于材料硬度测量的测试仪器。
它是由英国科学家亨利·礼索普·布里奇曼（Henry Leopold Prinsep Brinell）于1900年设计并发明的，是硬度测量技术中最常用的一种方法。
在工业生产与科学研究中，布氏硬度计被广泛应用于金属材料的硬度测量。
布氏硬度计通过在被测材料表面施加一定荷载的球形压头，然后测量压头印痕的直径来计算材料的硬度。
布氏硬度计的主要参数包括硬度测试荷载、压头直径和压头材料等。
不同的应用环境和测试材料需要选择合适的布氏硬度计参数。
硬度测试荷载是布氏硬度计中最重要的参数之一，它决定了测试结果的准确性和可靠性。
荷载通常通过弹簧或油压装置施加到压头上。
通常情况下，硬度测试荷载的选择应符合材料的硬度水平。
对于硬度较低的材料，一般选择较小的测试荷载；而对于硬度较高的材料，则需要选择较大的测试荷载。
压头直径也是布氏硬度计中的一个重要参数。
压头直径应根据被测材料的表面条件和形状来选择。
通常情况下，压头直径越大，测量结果越准确。
但是，如果被测材料表面比较不均匀或有订单的形状，较小的压头直径则可以提供更准确的测量结果。
压头材料是另一个需要考虑的参数。
布氏硬度计中常用的压头材料有钢、硬质合金和陶瓷等。
不同的压头材料适用于不同的测试环境和被测材料。
通常情况下，硬度较低的材料可以选择硬质合金或陶瓷压头，而硬度较高的材料则可以选择钢压头。
除了上述参数外，布氏硬度计的选择还需考虑测试环境和测试精度等因素。
在一些特殊环境下（如高温、低温、潮湿等），需要选择适应环境的特殊设计的布氏硬度计。
同时，为了提高测试精度，还可以选择数字化的布氏硬度计，它可以提供更准确的测试结果，并且具有数据存储和分析的功能。
综上所述，选择合适的布氏硬度计需要考虑硬度测试荷载、压头直径、压头材料、测试环境和测试精度等因素。
通过合理选择这些参数，可以获得准确、可靠的硬度测试结果，满足不同应用环境和被测材料的需求。
布氏硬度测量方法
布氏硬度测量方法引言：布氏硬度测量方法是一种常用的材料硬度测试方法，通过在试样表面施加一定的载荷，测量其产生的压痕直径来评估材料的硬度。
本文将介绍布氏硬度的原理、测试步骤以及一些应用注意事项。
一、布氏硬度的原理布氏硬度是以英国科学家布鲁斯特（Brinell）的名字命名的，通过在试样表面施加一定的负荷，使硬度球压入试样表面形成压痕，然后测量压痕的直径，根据压痕直径与负荷之间的关系，计算出材料的硬度值。
布氏硬度测试时使用的负荷通常较大，因此适用于金属等较硬材料的硬度测试。
二、布氏硬度测量的步骤1. 准备工作：选择一块表面平整的试样，并清洁试样表面确保无杂质；2. 选取合适的负荷：根据试样的材料和硬度范围，选择合适的负荷；3. 放置硬度球：将硬度球放在试样表面上，并施加预定的负荷；4. 施加负荷：使用布氏硬度测试机施加负荷，保持一定的时间；5. 移除负荷：移除负荷后，硬度球会在试样表面形成一个压痕；6. 测量压痕直径：使用显微镜或硬度计测量压痕直径；7. 计算硬度值：根据布氏硬度公式，将压痕直径和负荷值代入计算，得到材料的硬度值；8. 多次测量：通常需要在试样上进行多次测量，然后取平均值，以提高测试结果的准确性。
三、布氏硬度测试的应用注意事项1. 试样表面准备：试样表面应平整、干净，确保没有杂质和凹凸不平的表面；2. 硬度球的选择：硬度球的直径应根据试样的硬度选择合适的尺寸，以避免压痕过大或过小；3. 负荷的选择：根据试样的材料和硬度范围，选择适当的负荷，以保证测试结果的准确性；4. 测量位置的选择：应在试样表面选择多个测量位置，以获取更全面的硬度分布信息；5. 温度和湿度的影响：布氏硬度测试对温度和湿度敏感，测试时应控制环境条件，以避免对测试结果产生影响；6. 硬度值的比较：不同材料的硬度值不能直接比较，只能在相同材料中进行硬度比较。
结论：布氏硬度测量方法是一种简单、可靠的材料硬度测试方法，广泛应用于金属材料的硬度评估中。
布氏硬度试验
实验二布氏硬度实验（1学时）一．实验目的1．进一步加深对硬度概念的理解；2．了解布氏硬度计的构造和作用原理；3．熟悉布氏硬度的测定方法和操作步骤。
二．实验设备及材料布氏硬度计、读数显微镜、试样（45钢、T12钢退火）一组。
三．试样的技术条件1．试样的试验面应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。
试验面应能保证压痕直径能精确测量，试样表面粗糙度Ｒa值一般不应大于0.8μm。
2．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。
3．布氏硬度试样厚度至少应为压痕深度的10倍。
4．试验温度一般在10～35℃范围内。
四．实验操作步骤1．根据材料和布氏硬度范围由表2-1选择F/D２值，确定压头直径，载荷及载荷的保持时间。
2．将压头装在主轴衬套内，先暂时将压头固定螺钉轻轻地旋压在压头杆扁平处。
3．将试样和工作台的台面揩擦干净，将试样稳固地放在工作台上，然后按顺时针方向转动工作台升降手轮使工作台缓慢上升，并使压头与试样接触，直到手轮与升降螺母产生相对运动时为止，接着再将压头固定螺钉旋紧。
4．准备就绪后施加载荷将钢球压入试样，施加载荷时间为２～８秒。
钢铁材料试验载荷的保持时间为10～15秒；非铁金属为30秒；布氏硬度小于35时为60秒。
5．逆时针转动手轮，降下工作台，取下试样。
6．用读数显微镜在两个垂直方向测出压痕直径图2-1 HBE-3000电子布氏硬度计d 1和d2的数值，取平均值。
7.根据压痕平均直径，由“布氏硬度换算表”查得布氏硬度值。
五．实验注意事项1．试样压痕平均直径d应在0.25D～0.6D之间，否则无效，应换用其它载荷做实验。
2．压痕中心距试样边缘距离不应小于压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕中心距离不应小于压痕平均直径的4倍，布氏硬度小于35时，上述距离应分别为压痕平均直径的3倍和6倍。
3．为了获得较准确的硬度值，在每个试样上的试验点数应不小于三点（第一点不记），取三点的算术平均值作为硬度值。
4437.1-2015布氏硬度要求
4437.1-2015布氏硬度要求1. 概述布氏硬度是一种常用的硬度测试方法，用于评估材料的硬度和耐磨性。
布氏硬度测试是通过在材料表面施加定量压力来衡量材料的硬度，通常用于金属材料和合金的硬度测试。
根据我国国家标准4437.1-2015《金属硬度试验钢和铁件布氏硬度试验第1部分：试验方法》，对布氏硬度进行了严格的规定和要求。
本文将详细介绍4437.1-2015标准中对布氏硬度的要求。
2. 试验方法2.1 试验设备及硬度计算根据4437.1-2015标准，进行布氏硬度测试时需要使用专用的硬度测试仪器。
试验时，硬度计算采用三个测试力，分别为2.942N、9.807N和29.42N。
在实际测试过程中，需要根据材料的硬度选择合适的测试力进行测试。
测试过程中，测试工件的表面应保持平坦，表面质量要求光洁，无明显缺陷和氧化层。
2.2 试验方法和步骤进行布氏硬度测试时，首先要选择适当的试验段和试验方法。
试验段是指测量硬度的特定部位，根据材料的不同特性和形状选择适当的试验段。
试验方法包括直接和间接测试法，根据材料的形状和限制选择合适的试验方法。
在进行测试时，需要按照标准的步骤进行，确保测试结果准确可靠。
3. 硬度值表示和硬度数值的报告根据4437.1-2015标准，测试结果应以硬度值表示。
硬度值的表示包括硬化组织类型符号和硬度数值。
硬化组织类型符号用于表示测试所得的硬度值的硬化组织的类型，硬度数值用于表示测试所得的硬度值数值大小。
硬度值的报告应包括试验员的签名、试验段位置和试验日期等信息，确保测试结果的可追溯性和可信度。
4. 计算和计算结果的准确性根据4437.1-2015标准，硬度值的计算应符合一定的准确性要求。
硬度测试结果的计算应采用合适的计算方法，并严格控制测试过程的误差和不确定性，确保测试结果的精确性和可靠性。
在实际测试过程中，应注意对测试过程进行质量控制，确保测试结果的准确性。
5. 结论我国国家标准4437.1-2015《金属硬度试验钢和铁件布氏硬度试验第1部分：试验方法》对布氏硬度测试进行了严格的规定和要求，包括试验设备、试验方法、硬度值表示和计算准确性等方面。
金属材料布氏硬度试验第一部分试验方法
金属材料布氏硬度试验第一部分试验方法
布氏硬度试验是常用的金属材料硬度测试方法之一，通过在金属材料表面施加一定压力，测量压入钢球或钻石锥锐尖所产生的压印直径，从而计算出硬度值。
布氏硬度试验主要分为两个部分：第一部分是准备工作，第二部分是试验操作。
第一部分：准备工作
1. 确定试验材料：根据需要测试的金属材料类型，选择相应的试验方法和试验载荷标准。
2. 磨平试样：将试样切割或锯割成适当的形状和尺寸，然后用砂纸或磨料将试样表面磨平，确保试样表面平整。
3. 清洁试样：用酒精或丙酮等溶剂清洁试样表面，确保无油污和杂质。
第二部分：试验操作
1. 将经过准备的试样放在试验台上，将布氏硬度计放置在试样表面上。
2. 选择合适的试验载荷：根据试样的硬度范围选择合适的试验载荷。
一般来说，当试样的硬度较低时，使用较小的试验载荷；当试样的硬度较高时，使用较大的试验载荷。
3. 施加试验载荷：通过手动或电动方式施加试验载荷，使硬度计的压头与试样表面接触，并保持一定的时间，典型情况下为15-30秒。
4. 释放试验载荷：将试验载荷释放，使压头与试样分离。
5. 测量压印直径：使用显微镜或硬度计的读数仪表，测量压印
直径的两个最大对称距离。
通常，测量读数仪表有两个模式，一个用于钢球硬度计，一个用于钻石锥硬度计。
6. 计算硬度值：根据测得的压印直径和试验载荷值，使用硬度计算公式计算出布氏硬度值。
需要注意的是，在实施布氏硬度试验之前，需要熟悉试验设备的操作方法，并确保硬度计的压头和试样表面之间无杂质。
此外，为获得准确的硬度值，应随机选择多个试验点，并在不同位置进行多次试验。
布氏硬度试验条件的选择
布氏硬度计（GB/T231.1—2002）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。
图1布氏硬度试验原理HB =F / S (1)=F /πDh (2)=0.102×2F /πDh (3)=0.102× 2F/ πD (D—) (4)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，mm2. 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10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。
它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。
此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
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，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。
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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。
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10mm直径的球压头，3000kg试验力。
铜的布氏硬度
铜的布氏硬度铜是一种常见的金属材料，具有优异的导电、导热性能，广泛用于电气、建筑、制造等领域。
铜的硬度是衡量其力学性能的重要指标之一，通常采用布氏硬度试验来测定。
下面将详细介绍铜的布氏硬度。
一、布氏硬度试验原理布氏硬度试验是一种通过测量金属材料在一定压力下压入深度来确定其硬度的试验方法。
试验时，将一定直径的硬质合金球放在试样表面上，然后施加一定的压力，保持一定时间后卸载，测量压痕的直径并计算硬度值。
布氏硬度试验的优点是测量范围广、压痕小、试验过程简单、可重复性好，适用于各种金属材料的硬度测定。
二、铜的布氏硬度试验在测定铜的布氏硬度时，通常采用标准硬质合金球，直径为10毫米，球面曲率半径为0.00035米，试验力为1000千克力（9.807牛），试验时间为10-15秒。
试验时，将试样放置在支承台上，然后将硬质合金球放在试样表面上，调整试验力保持时间，然后在压痕表面测量两个互相垂直的方向上的直径，计算平均值并乘以硬度计算公式得到硬度值。
三、影响铜布氏硬度的因素铜的布氏硬度受多个因素影响，包括纯度、晶粒大小、冷加工等。
1．纯度：纯度是影响铜布氏硬度的重要因素之一。
随着杂质含量的增加，铜的硬度会逐渐降低。
例如，在纯铜中加入少量杂质元素如铁、锌等，会导致硬度下降。
2．晶粒大小：铜的晶粒大小也会影响其硬度。
细晶粒的铜具有较高的硬度，而粗晶粒的铜则具有较低的硬度。
这是因为在细晶粒铜中，晶界数量较多，阻碍了位错的运动，使得材料难以变形和加工。
3．冷加工：冷加工可以显著提高铜的硬度。
经过冷拉、冷轧等处理后，铜的晶粒会变得更加细小，同时也会产生更多的缺陷和位错，从而增加材料的硬度。
四、铜布氏硬度的应用铜布氏硬度的应用非常广泛，包括以下几个方面：1．质量控制：在铜材生产过程中，通过检测布氏硬度可以控制产品质量和稳定性。
如果硬度值超出标准范围，则可能存在质量问题或生产工艺问题。
2．设备选材：在机械制造中，根据所需承受的载荷和工作环境选择具有适当布氏硬度的铜材可以保证设备的可靠性和寿命。
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布氏硬度计（GB/T231.1—2002）
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。
图1布氏硬度试验原理
HB =F / S (1)
=F /πDh (2)
=0.102×2F /πDh (3)
=0.102× 2F/ πD (D—) (4)
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
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10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。
它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。
此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。
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，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。
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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。
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10mm直径的球压头，3000kg试验力。
这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。
但是由于试样材质不同，硬度不同，试样大小，薄厚也不同，一种试验力，一种压头自然不能满足要求。
在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则：
4.1 规则一，要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。
即
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5)
图2布氏硬度压痕相似原理
这个规则来源于相似律。
根据布氏硬度试验的相似律，在图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0.102 F/D2。
测试钢铁材料，通常采用3000kg力，10mm球的试验条件，有
K=F/D2=30
测量范围为100~650HBW。
根据相似律，采用750kg力，5mm球；187.5kg力，2.5mm球；1850kg力，7.26mm球时，K值都是30，测量范围也都是100~650HBW，各种不同组合在测试同一试样时，其硬度值应该是相等的。
4.2 规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围内：
0.24D≤d≤0.6D (6)
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，当压痕直径在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3000kg到1kg大约有20个级别。
布氏硬度试验可选择的压头直径为Ø10mm、Ø5mm、Ø2.5mm、Ø1mm共4种。
布氏硬度试验可选择的0.102F/D2值为30、15、10、5、2.5、1共6种。
标准GB/T231.1—2002中规定的试验条件如表1所示。
表1布氏硬度试验条件
标准GB/T231.1—2002中规定试验力和压头直径平方之比（0.102F/D2）应按材料的种类和硬度范围来选择，如表２所示。
表２试验力—压头直径平方之比的选择
料，根据其不同的硬度范围，有2~3种0.102F/D2值可供选择。
4.3布氏硬度试验条件的选择过程：
4.3.1根据材料种类和硬度范围，按表2选择0.102F/D2值，一般较硬的材料选择较高的0.102F/D2值，较软的材料选择较低的0.102F/D2值，钢铁材料只选择0.102F/D2＝30一个值。
4.3.2根据试样的厚度和大小选择压头直径D和试验力F，对于较厚、较大的试样，应尽量选用Ø10mm的压头和相应的试验力，因为这样最能体现布氏硬度计的特点。
对于较薄、较小的试样，应选用较小的压头和较小的试验力。
以保证满足布氏硬度试验关于“试样厚度应大于压痕深度的8倍”的要求。
4.3.3完成上述选择之后应进行初步试验，确定压痕直径是否满足0.24D<d<0.6D。
如果满足这一要求，就可进行正式测试，并查表得到布氏硬度值。
如果不满足这一要求，当压痕直径小于0.24D时，说明压痕过小，应重新选择大一些的试验力。
当压痕直径大于0.6D时，说明压痕过大，应重新选择小一些的试验力。
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•HB (7)
式中：σb—抗拉强度值，MN/m2；
K—常数，不同材料有不同的数值；
HB—材料的布氏硬度值
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表3所示。
表3部分金属硬度与强度换算关系：
作者：沈阳天星试验仪器有限公司张凤林
时间：2006.9.10
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