布氏硬度测试规范-ASTME10标准

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部门检测中心共1页第1页产品代号/文件名称金属材料室温拉伸试验操作规程更换实施日期2019.12.02零件代号/图号TM 03.2 (CA)-232-2019更换标记及处数/
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2017-11-20编制的《金属材料室温拉伸试验操作规程》文件编号为：Q/TM(CA)03.2-232-2017，版本号为：06/0，共7页。

2019-12-02编制的《金属材料室温拉伸试验操作规
程》文件编号为：TM 03.2(CA)-232-2019，版本号为：
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TM
TM 03.2(CA)-237-2019
版本/修订状态：01/0布氏硬度测试规范—ASTM E10标准
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2019-12-26发布 2019-12-31实施
布氏硬度测试规范—ASTM E10标准
1 适用范围
适用于公司范围内的零件（包括配件）及试样，用ASTM E10标准在生产过程及最终的布氏硬度的测试。

2 引用标准
2.1 ASTM E10-18 金属材料布氏硬度的标准试验方法
Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials
2.2Q/TM0
3.2(CA)-202HBS-3000型数显布氏硬度计操作规程
2.3Q/TM0
3.2(CA)-223HB-3000型布氏硬度计操作规程
3 测试原理
3.1 使用经检定和日常校准的布氏硬度计，将实验力施加在某一直径的硬质合金压头上，在规定的条件下，将硬质合金压头沿垂直于被测材料表面方向压入被测材料表面，在卸载实验力后测量被测件上的压痕平均直径d，经计算得出硬度值。

图1 试验原理
3.2 计算公式（ASTM E10中的3.2.1）：
3.3 公式中符号定义：
✧HBW = 布氏硬度值（用硬质合金压头）；
✧F Kgf= 试验力，单位为Kgf（公斤力）；
✧D = 实验用的硬质合金压头直径；
✧d = 被测件上的压痕平均直径；2F Kgf
HBW
4 布氏硬度计要求
4.1 日常测试用的布氏硬度计及布氏硬度压痕的测量部份，周期检定周期为十二个月，每日测试前或更换
压头、测试力和测试工作台更换后，还需对布氏硬度计进行日常校验并记录校验结果（硬度测试仪日常校验记录）。

4.2 新购的布氏硬度硬质合金压头球，需由供方提供检定证书，检定内容至少需包括压头球的化学成份、
密度和球的硬度三项，入厂验收时需验收压头球的粗糙度和几何尺寸。

4.3 压头粗糙度要求：布氏硬度测试用的硬质合金压头，该压头在第一次使用前或怀疑有损坏时，需检定
硬质合金压头的表面粗糙度，压头球表面粗糙度Ra值应不大于0.05μm，（ASTM E10中的A3.4.5）。

4.4 压头直径尺寸要求：布氏硬度测试用的硬质合金压头，该压头在第一次使用前或怀疑有损坏时，需检
定硬质合金压头的直径（不少于三个位置），其尺寸需符合下列要求（ASTM E10中的A3.4.4）：
✧压头直径D=10mm，尺寸及公差为10±0.005mm；
✧压头直径D=5mm，尺寸及公差为5±0.004mm；
4.5 布氏硬度压痕的测量部份分为A型和B型：
4.5.1 A型压痕的测量装置为有显示器或电脑测量系统,并有可移动测量线的显微镜，分辨率要求如下：
✧当压头直径D=10mm，显示器的最小分辨率需达到0.010mm。

✧压头直径D=5mm，显示器最小分辨率需达到0.005mm。

4.5.2 B型压痕的测量装置为带有固定测量线路的手动显微镜，放大倍数要求不低于20倍，显微镜内刻线最
大距离要求如下：
✧当压头直径D=10mm，显微镜刻度线之间的最大距离为0.100mm。

✧当压头直径D=5mm，显微镜刻度线之间的最大距离为0.050mm。

5 测试参数的选择要求
5.1 在使用直径为10mm压头球测试产品时，实验力及测试参数应为：
✧实验力应为3000Kgf（29420N），法码配置62.5 Kg（1个）+ 187.5Kg（1个）+ 250 Kg（1个）+ 500Kg
（5个）。

✧实验力加载时间1～8秒，载荷保持时间10～15秒（ASTM E10中的7.5）。

✧被测件的压痕直径d需在2.4 mm～6.0 mm内（2.4mm≤压痕直径d≤6.0mm），测量参数选择有效，压
痕直径d如超过此范围为无效测量，测量参数需重新选择（ASTM E10中的7.1）。

5.2 在使用直径为5mm压头球测试产品时，实验力及测试参数应为：
✧实验力应为750Kgf（7355N），法码配置62.5 Kg（1个）+ 187.5Kg（1个）+ 500Kg（1个）。

✧实验力加载时间1～8秒，载荷保持时间10～15秒（ASTM E10中的7.5）。

✧被测件的压痕直径d需在1.2 mm～3.0 mm内（1.2mm≤压痕直径d≤3.0mm），测量参数选择有效，压
痕直径d如超过此范围为无效测量，测量参数需重新选择（ASTM E10中的7.1）。

5.3 当载荷保持时间大于15秒时，需记录实际保载时间并在报告中表述；
5.4 压痕间距：两个临近压痕中心距离不少于压痕直径的三倍（ASTM E10中的7.7），压痕中心至边缘的距离不少于压痕直径的2.5倍（ASTM E10中的7.7.1），示意图见图二。

图二：压痕间距示意图
5.4.1 当使用10mm压头球测试时，两压痕中心的距离和压痕中心至边缘的距离需符合：
✧ 3.51mm＜压痕直径d≤4.26mm（或300HBW＞硬度值≥200HBW）时，两压痕中心的距离需大于13.0mm，
压痕中心距边缘的距离需大于11.0mm。

✧ 3.05mm＜压痕直径d≤3.51mm（或400 HBW＞硬度值≥300HBW）时，两压痕中心的距离需大于11.0mm，
压痕中心距边缘的距离需大于9.0 mm。

✧压痕直径d≤3.05mm（或硬度值≥400 HBW）时，两压痕中心的距离需大于10.0mm，压痕中心距边
缘的距离需大于8.0 mm。

5.5 当使用5mm压头球测试时，两压痕中心的距离和压痕中心至边缘的距离需符合：
✧ 1.755mm＜压痕直径d≤2.130mm（或300HBW＞硬度值≥200HBW）时，两压痕中心的距离需大于
6.5mm，压痕中心距边缘的距离需大于5.5mm。

✧ 1.525mm＜压痕直径d≤1.755mm（或400 HBW＞硬度值≥300HBW）时，两压痕中心的距离需大于
5.5mm，压痕中心距边缘的距离需大于4.5 mm。

✧压痕直径d≤1.525mm（或硬度值≥400HBW）时，两压痕中心的距离需大于5.0mm，压痕中心距边
缘的距离需大于4.0mm。

5.6 布氏硬度试验应在室温（温度范围为10~35℃（50~95℉））下进行。

布氏硬度试验员应注意测试材料
的温度和硬度试验机的温度可能影响试验结果。

因此，试验员应确保试验温度不会对硬度测量产生有害的影响。

5.7 在硬度测试过程中，如设备发生震动或晃动，测量数据无效，需重新测试；
6 试样要求
6.1 被测试样表面和底部平面应平坦光滑，无氧化物、杂质和润滑剂，表面粗糙度需满足能清晰测量压痕
边缘的要求。

6.2 测试表面应无表面硬化现象（如制样过程产生的变形硬化或残余压痕的层化层去除量不够）。

6.3 试样的测试面需垂直于压头轴线（ASTM E10中5.1.1）。

6.4 布氏硬度试样的厚度需大于压痕深度h的10倍（（ASTM E10中6.1.1）：
6.4.1 被测试样布氏硬度大于等于200HBW时：
✧使用直径为10mm压头球测试时，试样厚度要求≥6mm。

✧使用直径为5mm压头球测试时，试样厚度要求≥3mm。

6.4.2 被测试样布氏硬度小于200HBW时：
✧使用直径为10mm压头球测试时，试样厚度要求≥10mm。

✧使用直径为5mm压头球测试时，试样厚度要求≥6mm。

6.5 当试样的测量面为曲面时，表面弧形的最小半径需大于压痕直径的2.5倍。

7 测试过程的要求
7.1 被测试样的布氏硬度值需小于650HBW 10/3000。

7.2 HBS-3000型数显布氏硬度计的操作需严格按《HBS-3000型数显布氏硬度计操作规程》执行。

7.3 HB-3000型系列布氏硬度计的操作需严格按《HB-3000型布氏硬度计操作规程》执行。

7.4 测试时压头与被测面均需清洁无异物。

7.5 对试块使用之前，对于每个将采用的布氏硬度刻度，至少1个满足附录A4要求的标准试块应进行测
试。

当试块用于商业用途时，选择的试块硬度等级应近似与待测量的材料的硬度值相同。

（ASTM E10中A1.5.2.1）。

7.6 压头需以垂直于测试表面的方向接触测试面（ASTM E10中5.1.1）。

7.7 被测件的布氏硬度测试部位按被测产品的检验文件执行。

7.8 在栽荷保持时间结束后，需立刻卸载，且在卸载过程中需避免发生冲击或振动（ASTM E10中7.5.4）。

7.9 如无其他规定，日常布氏硬度测试每个试样测试1点，但布氏硬度的仲裁测量（包括被测件的布氏硬
度为不合格），需在被测试样表面至少测2点（测试点需在试样表面均匀分布），其测试点的平均值作为被测试样布氏硬度的结果，硬度值的有效位数为3位。

7.10 最终产品或试样布氏硬度结果的判定依据顺序为产品图、成品检验卡、（工序）检验卡。

7.11 生产过程的产品和试样布氏硬度结果的判定依据为按相应工序的产品检验卡，如产品无检验卡也可用
生产工艺相关要求判定。

8 压痕测量及布氏硬度值的确认
8.1 每个压痕需测量相互垂直的方向的压痕直径，并以两个压痕直径的算术平均值作为布氏硬度的计算值
（或用于查表用的压痕直径）。

8.2 如无特殊规定，最终产品或试样布氏硬度测试时（试样表面为平面时），当压痕两个相互垂直方向的
直径之差不应大于0.1mm，测量结果无效，需重新对被测试样测试布氏硬度（ASTM E10中7.6.3）。

8.3 曲面试样布氏硬度测试的压痕稍有椭圆，压痕直径应以长短轴压痕的平均值为最终压痕结果。

8.4 A型压痕测量装置读数的有效位数为0.001mm，B型压痕测量装置读数的有效位数为0.01mm。

8.5 按ASTM E10标准试验方法测得的布氏硬度值，根据压痕直径查标准附件《X1. 布氏硬度数值表》，
或查附表：X1. 布氏硬度数值表（部份数据），为方便日常工作中查阅，附表仅选用了ASTM E10标准附件《X1. 布氏硬度数值表》中压头球直径/负荷为HBW 10/3000与HBW 5/750的布氏硬度值。

9 测试报告
9.1 布氏硬度的硬度值表述为硬度值+HBW+压头球直径+/实验载荷+载荷保持时间+测试时环境温度。

9.1.1当压头球直径为10mm，载荷大小为3000Kgf（29420N），载荷保持时间在10～15秒范围内，该三项参
数在报告中可省略（ASTM E10中的5.6.2）。

✧例1：220 HBW：表示压头直径为10mm，施加3000Kgf（29420N）试验力，载荷保持时间10～15
秒后所测得的布氏硬度值。

✧例2：350 HBW ，5/750：表示压头直径为5mm，施加750Kgf（7355N）试验力，载荷保持时间10～
15秒后所测得的布氏硬度值。

✧例3：350 HBW，5/750/20：表示压头直径为5mm，施加750Kgf（7355N）试验力，载荷保持时间
20秒后所测得的布氏硬度值。

9.2 当测试时环境温度不在10～35℃范围内，需在测试报告中注明测试时的环境温度。

9.3 布氏硬度报告和记录中布氏硬度值，有效位数需修约为3位。

✧例1：125 HBW；
✧例2：99.2 HBW；
9.4 如压痕测量装置采用了A型，需在报告中说明，当采用B型压痕测量设备（手动显微镜）时，不要求
作出说明。

（ASTM E10中的9.1.3）
9.5 布氏硬度报告中如包含硬度符合性的判定，需在报告中明确判定依据编号及版本号。

附表：X1. 1布氏硬度数值表（部份数据）
注1：布氏硬度数值表给出的数值仅用于布氏硬度等式求解，这些数值用斜体字表示；
注2：仅选用了ASTM E10标准附件《X1. 布氏硬度数值表》中压头球直径/负荷为HBW 10/3000与HBW 5/750
表
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