影响布氏硬度试验精确度的因素
GBT-231-金属材料-布氏硬度试验-
— 试验原理（1）
试验时，用一定直径的硬质合金球施加规 定的试验力压入试样表面，经规定的保持 时间后，卸除试验力，试样表面就残留压 痕，测量出压痕直径（见图1），求得压 痕球形表面积。布氏硬度值HB是试验力除 以压痕球形表面积所得的商再乘以 0.102 。即
………（1）
式中:g——标准重力加速度为9.80665 F——试验力，N; S——压痕面积，mm2； h——压痕深度，mm。
· 试验力的选择应保证压痕直径在0.24D～0.6D之间。 · 压痕间距
试验时，每个试样（若试样尺寸允许）至少应在3个 不同的位置测定硬度，且压痕中心距试样边缘距离应不小 于压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕中心距离至少为压痕 平均直径的3倍。 · 在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和 震动。 · 应在两相互垂直方向测量压痕直径。用两个读数的平均值 计算布氏硬度或按GB/T 231.4查得布氏硬度值。
在试验过程中，若使用的压头直径不能满足试样厚度时，应选择
下一档直径的球体压头 。当改变压头直径时，应保持原F／D2这一常数
不变，才可与采用其他压头直径试验结果进行比较 。
四 试验操作要点（3）
· 钢材料不同条件下的试验力、试验力-压头球直径平方的比 率见表1。
表1 钢材料不同条件下的试验力
硬度符号
四 试验操作要点（1）
· 试验温度 试验一般在10～35℃的室温下进行。对温度要求较高的
试验，室温应控制在23℃土5℃。
· 试样的支承 试样支承面、压头表面及试验台面应清洁。试样应稳固地
放在试验台面上，保证在试验过程不产生倾斜、位移及挠曲。 加力时试验力作用方向应与试验面垂直。对于不规则的工件试 样，应根据其特殊形状，制作合适的试样支承台。支承台应具 备足够的支撑刚性。
布氏硬度试验中的误差分析及解决
布氏硬度试验中的误差分析及解决摘要：通过分析布氏硬度测量的基本原理和特点，分析布氏硬度值误差产生的原因及解决办法，在实际测量中能得到较为准确的硬度值。
关键词：布氏硬度；载荷误差；试验力加载速度布氏硬度试验是应用较广泛的静力硬度试验方法，在大专院校的金属材料教学中也是必做的一个实验。
布氏硬度试验原理是用一定直径的硬质合金球，在规定的试验力作用下压入试件表面，经过一定的试验力保持时间后卸除试验力测量留在试件表面压痕直径，以压痕表面积所承受的平均压力来表示布氏硬度值。
在布氏硬度试验中，凡是影响压痕产生及测量的因素，均造成测量误差，并影响布氏硬度值。
以HB3000布氏硬度计为例，根据布氏硬度试验原理及布氏硬度公式对试验时产生测量误差做一分析。
布氏硬度公式如下：式中：HB-布氏硬度；F-试验力，单位N；S-压痕表面积，单位mm2：D-球压头直径，单位mm；h-压痕深度，单位mm；d-试件压痕直径，单位：mm。
通过布氏硬度试验原理图和公式可以看出影响布氏硬度值的主要因素有以下几种：1 载荷误差对硬度值的影响通过布氏硬度公式和实践操作证明，试验力载荷误差超过±1.0%或不稳定就可造成硬度值出现较大误差。
硬度值的变化与试验力误差成线性关系，试验力载荷偏离规定的数值，则压痕大小就会发生变化。
试验力偏大，压痕就增大，硬度值就偏低；反之，硬度值则偏高。
其对低硬度的影响较大，对高硬度的影响较小。
造成试验力不准确的原因有：一是布氏硬度计的力点刀刃松动或载荷杠杆上的调整块位置不适当，排除方法是调整力点刀刃并拧紧或前后移动调整块位置达到标准试验力后固定紧。
二是压缩弹簧锈蚀或布氏硬度计不平稳，解决办法是清洗生锈部位并上防护油或排除引起不平稳的因素。
2 试验力加载速度及保持时间不规范对硬度值的影响在加力过程中，从加力开始到全部试验力施加完毕时间应在2～8秒之间。
试验力加载速度越慢，力的惯性越小，试件变形过程就有充分的时间，测得硬度值减小；随着试验力加载速度的增加，材料变形时间缩短，硬度值增大。
简要说明布氏硬度的原理
简要说明布氏硬度的原理
布氏硬度是用来表示材料硬度的一种常用方法，它是由英国科学家布拉文·斯宾德尔·布莱茨沃斯于1925年首次提出的。
原理如下：
1. 根据压痕的直径和负荷大小可以反映材料的硬度，即硬度值越大，材料越硬。
2. 布氏硬度试验使用一种特殊的硬度计，即布氏硬度计，该硬度计由一个钢珠和一个压痕镜组成。
压痕镜是一个放大镜，在压痕上可以读取压痕的直径。
3. 布氏硬度试验过程中，先用一个压痕针以固定负荷压入试样表面，待时间过去后，再用较大负荷压入试样，然后减小负荷后进行测量。
4. 通过测量压痕的直径，计算得出布氏硬度值，通常用"HB"表示。
5. 布氏硬度值受到材料的组织、颗粒尺寸、结晶度、冷热处理等因素的影响。
不同材料的布氏硬度值相差较大，可以用来比较材料的硬度。
6. 布氏硬度试验适用于金属材料、有色金属、塑料、玻璃等硬度较低的材料，但不适用于脆性材料，因为它们容易产生较大的压痕。
总之，布氏硬度是通过在试样表面产生压痕并测量其直径，来评估材料硬度的方法。
布氏硬度试验原理和检测方法(26页)
1.2硬度的试验分类及其特点
4.布氏硬度检测方法与技术条件 :;
4.1硬度值用以下方法表示： N63. 1~^\/7前向的数值力硬度伯:，符号后面力试验条件，即球迕径及试验 力保持吋
叫，采用规定的保持吋^(10—153)则不用杈注。
350(~1巳抑5 / 750-用5[1101硬质合金球，在7_3551<1\1(7501^)试验力下保持 10-153,测将的屻曳值为350; 10—153为标准吋间.不用标注。
••
4.5、布氏硬度试验的试样 (1)诚样的々而应光滑'V整，不应有氧化皮及污物,尤其不沌有汕脂。试样衣酣应 能保证乐痕忾
径的粘确测7:，衣向枏糙嗖1旧3 -般不吨低于0.801101
<2)苡样制甚过程屮，化烬#避免由丁■过热成冷加I:等对试抒衣而砌嗖产牛.影响。 (3)试样的I1/坟至少府为爪拟保沒的10倍
是必然的趋势，以达到在线测量和进行质量控制， 关注硬度试验的发展趋势，追踪新型检测方法，开展硬
鼸黷囅纖’保证硬度计簠测试工作不断发展是
2.布氏硬度试验简介
布氏硬度试验是所有硬度试验中压痕最大的一 种试 验法,它能反映出材料的综合性能，不受试 样组织显微 偏析及成分不均匀的影响，所以它是 一种精度较高的 硬度试验法。在冶金、锻造、铸 造、未经淬火钢及有 色金属等工此领域、实验室、 大专院校和科研单位内 广泛使用。
理 球压头直径的平方之比 为1常数时才可能。即：
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。
布氏硬度
• （2）硬度计 • 试验前对硬度计进行检查以保证工作状态 正常并符合 GB/T 231.2 的要求，对于检定合 格的布氏硬度计，应用标准硬度块进行日常检 查，其方法是：在标准硬度块上压出1个以上 压痕，示值误差应符合GB/T 231.2-2002 要求 （各级试验力的误差均应在GB/T 231.2-2002规 定的试验力标称值的±1.0%以内。 ）。 • 当硬度计示值误差超过GB/T 231.2-2002 的相关规定时，表明硬度计不合格，则要由计 量部门对硬度计进行直接检验：包括对试验力 的校验，压头的检验，压痕直径测量装置的校 验。
试验力和测量压头的选择
• 规则二：要使试验力和球压头直径的平方之比为一 个常数。F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K
• 这个规则来源于相似律。根据相似律，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Ø 1、Ø 2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。
试验力和测量压头的选择
金属类型
布氏硬度 试件厚度 范围（HB） （mm）
6-3 4-2 ＜2 ＞6 6-3 ＜2 6-3 4-2 ＜2 9-3 6-3 ＜3 ＞6 6-3 ＜2
P与D的关 钢球直径 负载P 载荷保持 系 D（mm） （Kg力） 时间（秒）
10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5 3000 750 187.5 1000 250 62.5 3000 750 187.5 1000 250 62.5 250 62.5 15.6
布氏硬度测量不确定度评定报告范例
布氏硬度测量不确定度评定报告范例一、引言硬度是材料力学性能的重要指标之一，对于各种材料的机械性能评价具有重要意义。
布氏硬度测试是常用的硬度测试方法之一，通过在试样表面施加压力，测量压入的钢珠或钻头的深度来评估材料的硬度。
在布氏硬度测试中，存在着测量不确定度，即测量结果与真实值之间的差异。
评定布氏硬度测量不确定度的目的是为了确定测量结果的可靠性和准确性，并提供合理的测量范围。
二、测量方法与仪器本次实验采用了常见的布氏硬度测试方法，使用了市场上常见的布氏硬度计进行测量。
按照相关标准和规范进行测试，遵循了硬度计的使用说明，并对硬度计进行了合适的校准和调试。
三、评定不确定度的方法在本次实验中，主要考虑以下几个因素的不确定度：1)试样表面状态：试样表面的几何形态、粗糙度等会影响布氏硬度实验结果；2)试样尺寸：试样尺寸会直接影响硬度因素的大小，较小的试样更易受到应力集中导致误差；3)试验员技术能力：不同试验员之间的操作技术差异可能导致不确定度的差异；4)仪器仪表误差：硬度计的精度、灵敏度等参数会直接影响测量结果。
2.实验数据分析在本次实验中，通过对多个试样进行布氏硬度测试，得到了一系列硬度测试值。
通过计算平均值和标准偏差，可以对测量数据进行分析，以确定测量结果的可信度和分散度。
3.不确定度计算根据测量数据的分析，按照不确定度评定公式，计算出不确定度的各个组成部分，包括随机误差、系统误差等。
同时对影响变量的不确定度进行综合，得到最终的测量不确定度。
四、结果和讨论通过对测量数据的分析和计算，得到了本次布氏硬度测量的不确定度评定结果。
结果显示，在所使用的测试方法和仪器条件下，本次测量的不确定度为±0.5HRC。
通过对不确定度评定结果的讨论，可以得出以下结论：1.本次布氏硬度测量结果的不确定度较小，说明所使用的测试方法和仪器条件较为准确和可靠；2.在实际应用中，需要考虑不确定度的影响范围和可接受度，以保证测量结果的准确性和可靠性。
布氏硬度实验报告数据
布氏硬度实验报告数据一、实验目的布氏硬度实验是材料力学性能测试中常用的一种方法，其目的在于测定材料的硬度值，从而评估材料的强度、耐磨性等性能，为材料的选择、设计和使用提供重要的依据。
二、实验原理布氏硬度的测定原理是用一定直径的硬质合金球，以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面压痕的直径。
布氏硬度值就是试验力除以压痕球形表面积所得的商。
其计算公式为：＄HBW ＝＼frac{F}｛πDh}＄其中，＄HBW$ 表示布氏硬度值，＄F$ 表示试验力（单位为N），＄D$ 表示压头直径（单位为 mm），＄h$ 表示压痕深度（单位为mm）。
三、实验设备及材料1、布氏硬度计：采用_____型号的布氏硬度计，其测量精度满足实验要求。
2、硬质合金球：直径分别为_____mm、＿____mm 等。
3、待测试样：准备了不同材质的试样，如钢材、铝合金、铜合金等，尺寸均符合标准要求。
四、实验步骤1、试样制备对试样表面进行打磨处理，使其表面平整、光滑，无氧化皮、油污等影响测试结果的因素。
用砂纸逐步打磨，直至表面粗糙度达到规定值。
2、选择试验力和压头直径根据试样的材质和预期硬度范围，参考相关标准选择合适的试验力和压头直径。
3、安装试样将试样平稳地放置在硬度计工作台上，确保试样与工作台接触良好。
4、施加试验力启动硬度计，缓慢施加试验力，使压头压入试样表面，保持规定的时间。
5、测量压痕直径卸除试验力后，使用显微镜或专用测量工具测量压痕的直径。
6、计算硬度值根据测量得到的压痕直径，按照公式计算出布氏硬度值。
7、重复实验为了提高实验结果的准确性，对每个试样进行多次测量，取平均值作为最终的硬度值。
五、实验数据记录与处理以下是部分试样的实验数据记录：｜试样编号｜材质｜试验力（N）｜压头直径（mm）｜压痕直径（mm）｜布氏硬度值（HBW）｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜钢材｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2 ｜铝合金｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3 ｜铜合金｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜对实验数据进行处理时，首先计算每个试样每次测量的硬度值，然后取平均值。
玻璃的布氏硬度
玻璃的布氏硬度玻璃的布氏硬度是指玻璃材料在布氏硬度试验中所表现出来的硬度特征。
布氏硬度试验是一种常用的材料硬度测试方法，通过在材料表面施加不同的载荷，然后测量产生的压痕面积来评估材料的硬度。
布氏硬度被广泛应用于材料工程领域，包括玻璃材料。
玻璃是一种非晶体固体，具有无序的原子结构。
由于其特殊的结构和成分，玻璃的硬度相对较高。
根据不同类型的玻璃，其布氏硬度可在一定范围内变化。
玻璃的硬度与其组成成分、加工工艺和制备方法有关。
一般来说，硅酸盐玻璃是常见的玻璃类型之一，它的硬度较高。
硅酸盐玻璃主要由二氧化硅（SiO2）和其他氧化物组成，如氧化钠（Na2O）、氧化钙（CaO）等。
这些氧化物的存在使得硅酸盐玻璃具有较高的硬度。
强化玻璃是一种特殊处理的玻璃，通过热处理或化学处理等方法，使其硬度得到提高。
强化玻璃广泛应用于手机屏幕、建筑物外墙等领域，以提供更好的耐冲击性和耐磨性。
玻璃的硬度还受到其表面处理和后续加工工艺的影响。
例如，对玻璃进行抛光处理可以提高其表面硬度，使其更加耐磨损。
而在制备过程中，控制玻璃的冷却速率和温度梯度也可以影响其硬度。
总的来说，玻璃的布氏硬度取决于其成分、制备方法、后续处理等因素。
通过控制这些因素，可以调整玻璃的硬度，以满足不同应用领域的需求。
在实际应用中，科学家和工程师可以根据具体情况选择合适的玻璃材料，以满足各种硬度要求。
玻璃的硬度对于其应用至关重要。
高硬度的玻璃可以提供更好的耐磨性和耐冲击性，从而延长其使用寿命。
例如，在手机屏幕上使用高硬度玻璃可以有效防止划痕和破损。
此外，玻璃的硬度还与其光学性能密切相关。
高硬度的玻璃可以减少表面划痕，提高透光性和折射率，从而提高玻璃的光学性能。
在实际应用中，科学家和工程师通常会根据具体需求选择合适的玻璃材料和硬度。
例如，在建筑物外墙中使用的玻璃需要具有较高的硬度和耐磨性，以抵抗外部环境的侵蚀。
而在光学领域中使用的玻璃则需要具有较高的透光性和光学性能，以保证其准确的光学传输。
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
一、引言
布氏硬度试验作为常用的金属硬度测试方法，在工程领域有着广泛的应用。
然而，测试结果的准确性和可靠性对于材料的硬度评定和质量控制具有重要意义。
为了评定布氏硬度试验的不确定度，本报告将综合考虑测试设备的精度和稳定性、试样的制备和处理等因素，对布氏硬度试验的不确定度进行评定，并提出相应的控制措施，以保证测试结果的准确性。
二、试验方法与设备
本次试验采用了ASTME10标准规定的布氏硬度试验方法。
试验设备为一台精密布氏硬度计，压头选用对钢材适用的压头。
三、不确定度分析
1.试验设备的不确定度评定
通过多次测量标准样品，计算所得的硬度值的标准偏差为0.1HB。
根据试验设备的技术说明书，设备的精确度为0.2HB。
故设备的不确定度为0.2HB。
3.试样制备与处理的评定
试样制备和处理的不确定度主要包括试样表面的准备、试样尺寸的测量和试样处理的质量等因素。
经过多次试验，试验结果的标准偏差为
0.2HB。
故试样制备与处理的不确定度为0.2HB。
四、不确定度评定与控制
根据进一步的计算分析，可以得到布氏硬度试验的总不确定度为
0.5HB。
为了减小不确定度，以下控制措施可以被采取：
1.定期校准试验设备，确保设备的准确性和稳定性。
3.严格控制试样制备和处理过程，确保试样的质量和尺寸的准确性。
五、结论。
布氏硬度试验原理与检测方法
布氏硬度试验原理与检测方法
试验方法一般包括以下几个步骤：
1.准备试样：将待测试的金属材料切割成适当尺寸的试样，并进行必要的抛光和清洁，以确保试样表面平整和干净。
2.选择布氏硬度试验机：根据试样的硬度范围选择合适的试验机和适当的压头。
3.放置试样：将试样放置在试验机的试样台上，并固定好。
4.选择加载力：根据试样的硬度范围选择一个适当的加载力。
较软的材料一般使用较小的加载力，而较硬的材料需要较大的加载力。
5.执行试验：通过旋转螺丝或手动控制，将加载头压入试样表面，并保持一定的时间。
通常，试验时间为10到15秒。
6.观察凹痕：试验结束后，用显微镜观察试样表面的凹痕，并使用一个测量仪器（如目镜或显微尺）来测量凹痕的直径或长度。
7.记录试验结果：将所得的数据记录下来，并使用布氏硬度计算公式计算出试样的布氏硬度值。
布氏硬度的计算公式为：HB=P/A，其中HB为布氏硬度值，P为加载力（单位为N），A为凹痕表面的受压面积。
需要注意的是，布氏硬度试验的结果受到多种因素的影响，包括试验温度、试样尺寸、试样形状、试样表面质量等。
因此，在进行布氏硬度试验时，需要按照相关国家或行业标准的要求进行操作，以确保结果的准确性和可比性。
布氏硬度试验方法简单、使用方便，广泛应用于金属材料和热处理工艺的质量控制和表征。
它可以快速测量材料硬度，提供了评价金属材料强度、耐磨性等重要性能的重要依据。
同时，布氏硬度试验还可以预测材料的可加工性和疲劳寿命，对工程设计和材料选择具有重要意义。
影响布氏硬度试验结果的因素分析
检测鉴定影响布氏硬度试验结果的因素分析硬度是材料力学性能试验中最常用的性能指标之一，硬度试验又是目前力学性能试验中一种最为简单和迅速的方法。
硬度的定义是材料在一定条件下抵抗另一种本身不会发生残余变形的物体压入的能力，因此就被测材料而言，硬度是代表着在一定的压头和在试验力的作用下，所反映出的材料的弹性、塑性、强度、韧性以及耐磨性能等一系列不同物理性能的综合指标。
目前，常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、表面洛氏和肖氏硬度试验等。
布氏硬度试验是目前世界上使用最频繁、应用最广泛的方法之一。
只有根据被测零件的材料种类和大致硬度值选择合适的试验方法和试验条件，对试验结果进行正确处理并认真分析影响硬度试验结果的主要因素，才能大大提高硬度测量的准确性，保证检测数据的真实性和有效性。
因此笔者以布氏硬度试验为例，探讨影响其试验结果的因素以及测量过程中应注意的问题。
一、试验原理及表示方法试验时，对一定直径的硬质合金球施加试验力压入零件表面，经规定保持时间后，卸出试验力，测量零件表面压痕的直径。
布氏硬度与试验力除以压痕表面积的商成正比。
压痕被注：表中的试验力F，为使其采用“牛顿”后，计算所得的硬度值不变，则在公式前乘以一系数0.102（即1/g，其中g为标准重力加速度）。
2.用读数显微镜或万能工具显微镜等应在两个相互垂直方向测量压痕直径。
用两个读数的平均值计算布氏硬度值，或按GB/T 231.4—2009查得布氏硬度值。
3.计算的布氏硬度值或3点布氏硬度平均值等于或大于100时，修约至整数；等于或大于10而小于100时，修约至一位小数；小于10时，修约至两位小数。
修约方法按照GB/T8170—2008的规定进行。
4.表示测量结果时应依据GB/T 231.1—2009和JJF1059.1—2012给出测量不确定度。
三、影响布氏硬度试验结果的因素分析1.试验力的影响布氏硬度计的试验力误差对试验结果有影响。
大量试验数据表明，布氏硬度值的变化与试验力误差呈线性关系，即试验力的实际示值与标准值之差的相对百分数直接影响布氏硬度值的准确性。
《布氏硬度试验》课件
contents
目录
• 布氏硬度试验简介 • 布氏硬度试验原理 • 布氏硬度试验的操作流程 • 布氏硬度试验的影响因素 • 布氏硬度试验的优点与局限性 • 布氏硬度试验的案例分析
01
布氏硬度试验简介
硬度测试的意义
硬度测试是材料科学中重要的检测手段，用于评估材料的抵抗变形和破裂的能力。
试验操作步骤
01
02
03
04
放置试样
将试样放置在试验台上，确保 试样与试验台接触稳定。
施加试验力
按照标准规定的试验力，缓慢 施加试验力，直至钢球与试样
表面接触。
保持规定时间
保持试验力在试样表面，按照 标准规定的时间（通常为10-
15秒）保持压力。
卸载试验力
在规定时间结束后，缓慢卸载 试验力。
试验后处理
试样表面的处理
试样表面的处理对硬度值有直接影响。在试验前应对试样表面进行研磨、抛光 等处理，以确保表面质量符合要求，从而提高硬度值的准确性。
试样表面的温度
试样表面的温度对硬度值也有影响。如果表面温度过高或过低，会导致硬度值 不稳定，影响试验结果的可靠性。因此，在试验过程中应控制试样表面的温度 ，以保证结果的准确性。
在钢铁、有色金属、陶瓷、玻璃等行 业中，布氏硬度试验被广泛用于原材 料、半成品和成品的硬度检测，以确 保产品质量和工艺控制。
02
布氏硬度试验原理
布氏硬度试验的原理
布氏硬度试验基于测量压痕的直 径来评估材料的硬度。通过测量 材料在一定压力下压痕的直径，
可以确定材料的硬度值。
布氏硬度试验适用于各种不同类 型的材料，包括金属、塑料、陶
试验力F的稳定性
在试验过程中，试验力需要保持稳定 ，以确保硬度值的准确性。如果试验 力波动较大，会导致硬度值不稳定， 影响试验结果的可靠性。
布氏硬度试验方法
布氏硬度试验方法布氏硬度试验方法是一种常用于测量材料硬度的方法。
它通过使用一种称为布氏硬度计的设备，对材料表面施加一定压力，并测量压痕的直径来确定材料的硬度值。
布氏硬度试验方法需要准备一台布氏硬度计。
该设备由一个硬度计针和一个压痕测量器组成。
硬度计针是一个金属圆柱体，尖端细小平滑，用于施加压力。
压痕测量器可以测量压痕的直径。
在进行布氏硬度试验之前，需要将被测材料放置在硬度计上。
然后，通过旋转手柄，使硬度计针缓慢地接触材料表面。
在接触过程中，要保持稳定的压力，以确保测试结果的准确性。
一旦硬度计针完全接触材料表面，就可以开始施加压力。
硬度计针会在一定时间内对材料表面施加恒定的压力。
这个时间通常为10到15秒。
在施加压力的同时，可以使用压痕测量器测量压痕的直径。
在测量压痕直径之后，可以使用布氏硬度计的刻度盘来读取硬度值。
刻度盘上有一个刻度，用来表示不同硬度值范围。
通过对比压痕直径和刻度盘上的刻度，可以确定材料的硬度值。
布氏硬度试验方法具有以下优点：1. 简单易行：布氏硬度试验方法操作简单，不需要复杂的设备或特殊技能，适用于各种材料的硬度测试。
2. 准确可靠：布氏硬度试验方法通过测量压痕直径来确定硬度值，直观可靠。
同时，由于施加的压力是恒定的，测试结果较为准确。
3. 广泛应用：布氏硬度试验方法适用于大多数金属和非金属材料，如钢铁、铝合金、塑料等。
因此，它在工业生产和科学研究中得到了广泛应用。
然而，布氏硬度试验方法也存在一些局限性：1. 受材料厚度限制：布氏硬度试验方法适用于较薄的材料，对于较厚的材料，由于压痕深度有限，可能无法准确测量硬度值。
2. 仅适用于表面硬度：布氏硬度试验方法只能测量材料的表面硬度，无法反映材料内部的硬度变化。
对于需要了解材料整体硬度分布的情况，可能需要其他硬度测试方法。
3. 受测试环境影响：布氏硬度试验方法对测试环境要求较高，如温度、湿度等因素可能会对测试结果产生影响。
因此，在进行布氏硬度试验时，需要保持测试环境的稳定性。
金属材料布氏硬度试验测量不确定度的评定
122020年11月第四期金属材料布氏硬度试验测量不确定度的评定华正1王立群1方德伟2（1.衢州元立金属制品有限公司衢州324000；2.浙江永上特材有限公司丽水323300）摘要：通过对55圆钢布氏硬度试验测量结果不确定度的来源分析和评定，提供了布氏硬度试验测量不确定度的评定过程、方法和结果表示。
关键词：布氏硬度；测量不确定度；评定0引言目前，我国许多检测实验室都依据ISO/IEC 17025（检测和校准实验室能力的通用要求》建立实验室管理体系并进行认可实验室工作，根据这个国际通用标准，不管是已认可还是准备认可的校准或检测实验室都必须具有并应用评定不确定度的程序。
标准中明确指出「'当不确定度与测量结果的有效性或应用有关，或在用户有要求时，或当不确定度影响到对规定限度的符合性时，检测报告中还需包括有关不确定度的信息”。
CNAS-CL07《测量不确定度的要求》标准中8.6条款规定：“对于某些广泛公认的检测方法，如果该方法规定了测量不确定度来源的极限值和计算结果的表示形式时，实验室只要按照该检测方法的要求操作，并出具测量结果报告，即被认为符合要求。
”本文针对55圆钢布氏硬度的检测结果，按照GB/T231.1《金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》附录C中方法对55圆钢进行了布氏硬度测量结果不确定度的评定，并给出了测量不确定度报告。
1概述1.1测量方法及评定依据GB/T231.K金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》；GB/T231.2《金属材料布氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准》；GB/T231.3《金属材料布氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定》；CNAS-CL07：2011（测量不确定度的要求》；CNAS-GL05：2011（测量不确定度要求的实施指南》。
1.2环境条件试验在25兀±2兀及相对湿度w70%条件进行。
1.3测量设备经计量部门检定合格的布氏硬度计，型号为HB—3000o1.4被测对象满足GB/T231.K金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》国家标准要求的55圆钢热轧状态硬度试样及合乎GB/T231.3《金属材料布氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定》标准要求的标准布氏硬度块。
布氏硬度计检定规程
布氏硬度计检定规程布氏硬度计计量校准与使用注意事项硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。
为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系，所以我们现在在各大工厂所以的硬度计按原理可以分为：里氏硬度计、洛氏硬度计、布氏硬度计、邵氏硬度计、肖氏硬度计、巴氏硬度计、显微硬度计、摩氏硬度计、维氏硬度计等。
今天中科计量小编就来讲解一下布氏硬度计的计量校准与布氏硬度计的注意事项。
首先我们先来了解一下布氏硬度计的计量校准方式：一、范围1.本标准规定了布氏硬度计的校准规程。
2.本标准适用于内活塞用的布氏硬度计定期校准二、实验条件1.无振动，无灰尘。
2.室内10℃----35℃.3.周围无腐蚀气体。
三、校准方法1.外观检查整体无锈蚀，刻度盘玻璃清晰，无霉点。
2.压头检查定期更换钢球压头，保证其压痕直径轮廓清晰球突出球套部分应不小于直径的1/3，球表面不应有麻点、划伤、裂纹、锈蚀等缺陷。
3.硬度计示值误差检定在标准块上均匀分布地测定五点，两相邻压痕中心的距离不应小于压痕直径的4倍，压痕中心至标准块边缘的距离不应小于压痕直径的2.5倍，按上述方法测五点硬度值，取其平均值，其示值误差应在±1个硬度值单位内。
4.本仪器佼准周期为一年5.本仪器使用的标准硬度块为HBS 2.5/62.5 104四、记录1.每次校准必须填写《布氏硬度计校准记录》的各项有关内容，见附录。
2. 记录由校准人保管备查，保存期为两年。
当布氏硬度计在计量校准完成后，我们在使用中需要注意的一些事项有那些呢？接下来小编就来为大家一一讲解。
一、安装压头各种规格的压头均由固定杆、固定螺帽和球三部分组成，在安装前必须将固定杆球形槽与球用无酸汽油冲洗、擦净。
在固定杆球形槽内涂以少许无酸凡士林油，装上选用的钢球或硬质合金球，再把固定螺帽拧紧。
试验时要经常检查球是否松动，若发现球松动，则试验无效。
二、施加试验力整个试验力施加过程分为施加、保持和卸除三个阶段。
布氏硬度计常见故障及解决方法介绍 布氏硬度计是如何工作的
布氏硬度计常见故障及解决方法介绍布氏硬度计是如何工作的布氏硬度计因能测出试样较大范围的硬度值，因而广泛应用于生产中对未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等的布氏硬度值测定。
本文以HB—3000布氏硬度计为例，谈谈一些常见故障及排出方法。
1、载荷误差超过±1.0%或不稳定造成这种故障的原因及排出方法：（1）力点刀刃松动，应调整力点刀刃并拧紧；（2）力点刀刃和支点的磨损会不同程度地加添载荷误差，应研修刀刃；（3）载荷杠杆上的调整块位置不适当，可依据情况向前或向后移动，调整合适后固定紧；（4）压缩弹簧锈蚀，增大了与压轴、主轴衬套的磨擦，应清洗生锈部位并上防护油或更换之。
（5）加荷不平稳，有冲击振动现象，应排出引起不平稳的因素。
2、加荷速度不能掌控在规定的时间内加荷速度过快或过慢，紧要是减速器用油粘度过小或过大，应清洗减速器，并更换减速器用油。
3、测定的硬度值与标准硬度块示值不一致造成这种故障的原因及排出方法：（1）布氏硬度计HB—3000安装不水平，应将布氏硬度计调至水平；（2）钢球表面不干净或直径超过允差，应用千分尺选择合格的钢球换上；（3）压痕测量装置误差偏大，应调整压痕测量装置的允许误差，使其≤±0.5%；（4）砝码不能垂直放置，砝码与硬度计后盖擦靠，应检查吊环是否挂在重点刀刃上，吊架吊杆是否平直，否则应将吊环挂于重点刀刃上，校直吊架吊杆；（5）主轴与试台平台垂直度，主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度超差，应分析视其情况进行主轴与试台平台垂直度、主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度的调整。
4、布氏硬度计HB—3000反复加卸载荷造成这种故障的原因及排出方法：（1）按键开关顶杆过长，转向开关A、B触点与A1、B1触点不能脱开，应调整顶杆长度并固定之；（2）换向开关安装位置不当，活动挡板不能触动换向开关上的销子，造成换向开关不换向，应调整换向开关的安装位置。
5、布氏硬度计HB—3000载荷全部加上时停机此种故障起因于换向开关接触点有烧伤、烧蚀现象，造成接触点接触不良，应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。
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影响布氏硬度试验精确度的因素
作者：刘红
来源：《学园》2013年第27期
【摘要】在实际生产中，常常要测试工业金属材料的硬度值，用布氏的硬度试验计测试硬度值是最常用的一种测试方法。
布氏硬度试验作为大专院校机械类专业必不可少的一门实验课程，要使测试的硬度值精准可靠，除了严格按照规定的操作规程外，还要注意一些影响测试标准的因素。
【关键词】测试硬度布氏硬度计影响因素测试力
【中图分类号】TG115.51 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）27-0073-01
硬度的概念源于日常生活及实际生产，未成熟的水果（如香蕉）一般比较硬，成熟后的水果比较软，木材比较软，钢铁比较硬，而金刚石几乎比所有材料都硬。
可见软或硬的概念存在于不同领域，它不仅因物体的不同而不同，而且软或硬是相对的。
既然物体存在软硬不同的程度，要定量地表达这种程度，就引出了硬度这个概念，因此硬度值是表示材料软硬程度的量，也是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是一项综合力学性能指标。
布氏硬度计是一种用于测试金属材料硬度的计量设备，它结构简单、操作方便、数据稳定、准确率高，因而在科研及生产中被广泛应用。
布氏硬度计是由机架、试验力产生和加卸机构、试验力变换机构和试样支撑机构等组成的，并带有压痕直径检测装置和钢球压头与其配套。
它的工作原理是把一定直径的钢球，在一定试验力的作用下，以一定的速度压入试样表面，经规定的试验力保持一定的时间后卸除试验力，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。
所以影响压痕产生及测试的因素，均可造成测试误差，影响布氏硬度值。
如果检验硬度失准，可能会给产品质量造成很大的影响，甚至产生严重不良后果。
众所周知，用布氏硬度计测量布氏硬度时，硬度计的压头是钢球压头，在一定的压力下压入被测表面而得到一个圆形压痕，再用读数显微镜测量圆形压痕的直径，然后根据这个直径在布氏硬度表中查找相应的硬度值，即被测试样的硬度值。
本文根据布氏硬度试验的原理和试验步骤，结合笔者的经验，就布氏硬度计在测试过程中，容易被忽略又比较常见的导致误差的因素进行分析，提出相应的预防措施，以供相关工作人员参考，并希望引起大家的重视。
一压头对测试值的影响
压头钢球直径要按照规定进行选用，在不同钢球直径条件下所得到的布氏硬度值，相互之间是有差异的，不能进行精确的比较。
此外，布氏硬度值还与钢球硬度和钢球表面粗糙度等有关。
所以，我们必须定期检查压头钢球的状态是否符合标准。
钢球直径在不同方向上的允差：钢球直径为2.5和5毫米的允许偏差不应超过±0.005毫米，钢球直径为10毫米的允许偏差不应超过±0.01毫米。
二试验力对测试值的影响
布氏硬度计试验力是由砝码及吊挂等受重力作用，并通过杠杆作用放大而产生的，试验力有出现偏差的可能，很大程度上取决于杠杆比以及活动部分的摩擦力。
试验力除了大小之外，布氏硬度计检测值还与试验力施加方向、试验力保持时间、试验力加速度等有关，所以我们在检测时以上环节都不能忽视。
三试样表面粗糙度和清洁度对测试值的影响
在测量试样硬度时，须注意被测试样表面粗糙度是否符合硬度计的检测条件。
试样表面要求光滑平坦，不应有氧化层、脱碳层、渗碳层、电镀层及其他污物，尤其不允许有油污，被测试样表面的粗糙度直接影响硬度测量值的准确性，当被测表面粗糙度值大于Ra=0.8μm时，随着粗糙度值的增大，其塑性变形越大，圆形压痕就越大，相应的硬度值也就越小。
若试样的被测表面粗糙度值大于Ra=0.8μm，可以通过机械方法（上磨床）或手工方法，对被测表面进行研磨修整，使试样的被测表面粗糙度达到标准。
这样我们才能获得准确的测量值。
四温度对测试值的影响
标准规定布氏硬度试验应在20℃左右的环境温度下进行，因为温度的变化会引起材料组织结构的变化，而布氏硬度的测试受材料的组织结构影响很大。
对同一个试样，温度越高布氏硬度值就越低，反之，布氏硬度值就越高。
所以，测量人员在进行测试前需测量环境温度，特别是有色金属应严格保持在标准温度下进行。
若因为客观原因环境温度达不到标准，就必须对所测量的硬度值进行温度修正，以降低误差。
五压痕直径的计量误差对测试值的影响
每次试验前首先要检查钢球在压头内的位置是否正确、是否松动，如果松动会影响测试的准确性。
压痕直径测量的准确性直接影响硬度的测量结果，压痕直径的测量除了与读数显微镜的精度有关外，还因为读数显微镜是用肉眼进行观察，可能会产生人为的误差，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，检测中应用心、细致，尽量减少人为误差。
金属材料硬度值的检测被广泛应用于工程设计和冶金产品质量控制中，所以要确保检测的准确性显得尤为重要。
硬度计应由专业人员使用、维护、保管。
使用人要熟知布氏硬度计的工作原理，严格执行相关的标准和操作规程，每次使用完毕要进行维护保养，使设备始终保持良好的状态。
只要在操作中积累和总结经验，将误差降至最低而获得真实、准确、可靠的检测数据是切实可行的。
参考文献
[1]潘伟.布氏硬度试验中的误差分析及解决[J].中国建筑金属结构（下半月），2013（1）
[2]赵铁.布氏硬度试验法[J].品牌与标准化，2011（16）
〔责任编辑：庞远燕〕。