浙江布氏硬度计测量方法

‘壹’ 布氏硬度计如何校准

布氏硬度计主要用于铸铁、钢材、有色金属及软合金等材料的硬度测定，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、未经淬火钢及有色金属等工业领域、实验室、大专院校和科研单位内广泛使用。

布氏硬度计可用于测试铸件、锻件、供货状态的钢材、有色金属及经过调质热处理的半成品钢铁工件。 这是一种可
布氏硬度计
布氏硬度计
以在车间使用的便携式仪器，操作简单，携带方便，可现场测试大型工件而不必取样，可实现大型工件的逐件检测。

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
折叠永久压痕
采用3000kg试验力，10mm球，压出的压痕可准确反映铸铁、铸钢、锻件等粗大晶粒材料的真实硬度。测试后留下的永久性压痕可以在任何时间重复检验。

折叠真实准确
按照真实的布氏硬度试验原理测试，与台式布氏硬度计原理相同，并非其他便携式仪器(例如里氏硬度计)得到的失真较大的换算值。

折叠测试精确
试验力校准精度为载荷的0.5%，硬度测试精度与台式机相同。

折叠任意方向
没有方向限制，可用于任意方向上的测量:包括上面，下面，侧面，倒置等。

‘贰’ 布氏硬度的用途及方法

一般铸锻件，处于退火、正火或调质态的工件，硬度在HB150-500（或近似HRc15-50）之间的，可以开辟测试平面并且便于操作，均可以用布氏硬度测量。
布氏硬度多用于平衡组织的测试，如退火态的铁素体+珠光体组织，调质态的回火索氏体组织。
布氏硬度测量分为现场测量和取样测量。取样测量指在工件有代表性的部位取小试样，在台式试验机上进行布氏硬度测试。现场测量多用锤击式布氏硬度计，不用取样，在现场直接作测试。
具体操作方法根据硬度计使用说明即可。

‘叁’ 如何使用布氏硬度计进行检测

1、布氏硬度原理，简单说就是用一定的力和不同的压头，在试样上打出一个圆，测量圆的直径。如下图：

2、布氏硬度计WHB-3000的直径，最常用的有三种2.5mm、5mm、10mm

3、表示方法，如230HBW10/3000，表示用10mm压头，300公斤力测出的布氏硬度为230.

4、还有一种快速布氏硬度计BT-3020，又叫测深布氏硬度计，采用的是深度原理，不用测量压痕直径，直接出硬度值，避免了人为读数的误差。

‘肆’ 布氏硬度计如何使用

主要看你用的是什么布氏硬度计了

布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍

硬度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，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。
材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。
硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。根据压头和压力不同，常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。
一、布氏硬度
1、试验原理
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，如左图所示。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。

HBS(HBW)：用钢球（硬质合金球）试验的布氏硬度值；
F：试验力（N）； d：压痕平均直径（mm）； D：钢球（硬质合金球）直径（mm）．
布氏硬度的单位为N/mm2，但习惯上只写明硬度值而不标出单位。
2、选择试验规范
在进行布氏硬度试验时，钢球直径D、施加的试验力F和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度，按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。
布氏硬度试验规范
材料 布氏硬度 0.102F/D 2 备注
钢及铸铁 ＜ 140
＞ 140 10
30 F单位： N
D单位： mm
铜及其合金 ＜ 35
35－130
＞ 130 5
10
30
轻金属及其合金 ＜ 35
35－80
＞ 80 25
10
10
铅、锡 1.25
由布氏硬度值的计算公式可以看出，当所加试验力F与钢球（或硬质合金球）直径D已选定时，硬度埴HBS（HBW）只与压痕直径d 有关。d 越大，则HBS（HBW）值越小，表明材料越软；反之，d 越小，HBS（HBW）值越大，表明材料越硬。
除了采用钢球（或硬质合金球）直径D为10mm，试验力F为3000kgf（29421N），保持时间10－15s的试验条件外，在其它试验条件下测得的硬度值，应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。
如120HBS10/1000/30，即表示用10mm的钢球作压头，在1000kgf(9807N)的试验力作用下，保持时间为30s后所测得的硬度值为120。如500HBW5/750，即表示用5mm的硬质钢球作压头，在750kgf(735N)的试验力作用下，保持时间为01－15s后所测得的硬度值为500。
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。
3、试验的优缺点
布氏硬度试验的优点是：试验时使用的压头直径较大，在试样表面上留下压痕也较大，测得的硬度值也较准确。
布氏硬度试验的缺点是：对金属表面的损伤较大，不易测试太薄工件的硬度，也不适于测定成品件的硬度。
布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料（如铸铁）硬度

二、洛氏硬度
1、试验原理
洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。
如图所示，0－0为金刚石压头还没有和试样接触的位置。1－1是在初试验力作用下压头所处的位置，压入深度为h1，目的是为了消除由于试样表面不光洁对试验结果的精确性造成的不良影响。图中2－2在总试验力（初试力＋主试验力）作用下压头所处位置，压入深度为h2。3－3是卸除主试验力后压头所处的位置，由于金属弹性变形得到恢复，此时压头实际压入深度为h3。故由于主试验力所引起的塑性变形而使压头压入深度为h＝h3－h1。洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。

式中，c为常数（对于 HRC、HRA，c取0.2；对于HRB，c取0.26）。由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。
2、常用洛氏硬度标尺及适用范围
标 尺 压头类型 总试验力 kgf 硬度值有效范围 应 用
HRA
HRB
HRC 120°金刚石圆锥体
(1/16) ” ( Φ1.588㎜)钢球
120°金刚石圆锥体 600
1000
1500 70－88
20－100
20－70 硬质合金、表面淬火层或渗碳层等
有色金属、退火、正火钢等
淬火钢、调质钢等
上述洛氏硬度的三种标尺中，以HRC应用最多，一般经淬火处理的钢或工具都采用HRC测量。在中等硬度情况下，洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间关系约为1：10，如40HRC 相当于400HBS 。如50HRC，表示用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内（HRC为20－70）为有效。
3、试验优缺点
优点：①操作简单迅速，效率高，直接从指示器上可读出硬度值；
②压痕小，故可直接测量成品或较薄工件的硬度；
③对于HRA和HRC采用金刚石压头，可测量高硬度薄层和深层的材料。
缺点：由于压痕小，测得的数值不够准确，通常要在试样不同部位测定四次以上，取其平均值为该材料的硬度值。
三、维氏硬度
布氏硬度试验不适用于测定硬度较高的材料。
洛氏硬度试验虽然可用于测定较材料和硬材料，但其硬度值不能进行比较。
维氏硬度试验可以测量从软到硬的各种材料以及金属零件的表面硬度，并有连续一致的硬度标尺。
1、试验原理
维氏硬度试验原理与布氏硬度相似，也是根据压痕单位表面积上的试验力大小来计算硬度值。区别在于压头采用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，将其以选定的试验力压入试样表面，按规定保持一定时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度，如书上P9图1－5所示。维氏硬度值用四棱锥压痕单位面积上所承受的平均压力表示，符号HV。

式中 F－作用在压头上的试验力（N）,d－压痕两对角线长度的平均值（㎜）,HV值的单位为N /㎜ 2 ，但习惯上只写出硬度值而不标出单位。
2、常用试验力及其适用范围
维氏硬度试验所用试验力视其试件大小、薄厚及其它条件，可在49.03－980.7N的范围内选择试验力。常用的试验胃有49.03、98.07、196.1、294.2、490.3、980.7N。HV符号前面的数字为硬度值，后面依次用相应数字注明试验力和试验力保持时间（10－15s不标注）。如640／HV30／20,表示30kgf (294.2N) 试验力，保持时间为20s测得维氏硬度值为640。
维氏硬度法适用范围宽，尤其适用于测定金属镀层、薄片金属及化学热处理后的表面硬度，其结果精确可靠。当试验力小于0.2 kgf （1.961N）时，可用于测量金相组织中不同相的硬度。
3、试验优缺点
优点：①与布氏、洛氏硬度试验比较，维氏硬度试验不存在试验力与压头直径有一定比例关系的约束； ②不存在压头变形问题； ③压痕轮廓清晰，采用对角线长度计量，精确可靠，硬度值误差较小。
缺点：其硬度值需要先测量对角线长度，然后经计算或查表确定，故效率不如洛氏硬度试验高

‘伍’ 布氏硬度和洛氏硬度的测定方法有什么不同

两种都是测试硬度的标准，区别在于测量方法不同。

布氏硬度
用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。
其计算公式为：F/π(d/2)2
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N；
D--试验用钢球直径，mm；
d--压痕平均直径，mm。
测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。 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。
举例：120HBS10/1000/30：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。
以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）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 (N/mm2)。

洛氏硬度
洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。最常用标尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。这是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。HRB标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRF标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬铝合金。HRA标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。
表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有6种组合，对应于表面洛氏硬度的6个标尺。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头，采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD测试的材料；T标尺适用于类似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG测试的材料。
HRC标尺的使用范围是20~70HRC，当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRB标尺。尽管HRC标尺被规定的上限值为70HRC，但是当试样硬度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。
HRA标尺的使用范围是20-88HRA，由美国标准ASTM E140可以获得以下换算关系：
27HRA≈30HRB
60HRA≈100HRB≈20HRC
85.6HRA≈68HRC
可见，HRA标尺的测试范围涵盖了从软钢（HRB）、硬钢（HRC）到硬质合金的硬度范围。然而，事实上HRA标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在硬质合金方面，由于技术进步，有些材料硬度已达到93-94HRA，这已超出标准规定。工程上超出HRA高端的测量范围已成为惯例。 HRA标尺有一个特殊用途。在使用洛氏硬度计测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRB标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。
HRB标尺的使用范围是20~100HRB，当硬度值低于20HRB时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRF标尺。当硬度值大于100HRB时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。在使用HRB标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是：当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRB标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRB还是用HRC。
HRF标尺的使用范围是60~100HRF。HRF标尺是国外使用较多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在我国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了限制。
HRG标尺适用于HRB值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRB标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRG标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。
分为金属类洛氏硬度,塑料类洛氏硬度(HRR)

‘陆’ 锤击式布氏硬度计使用方法

锤击式布氏硬度计使用方法：
1.将仪器置于被测试件上，使被测试件的被测部分用自然光或灯光照明，然后调节目镜螺旋，使试场中同 时看清分划板与物象。
2.进行测量时，将仪器放在被测圆形压痕上，使上分划板的一根刻线与圆形压痕一边相切，转动读书指示 套，带动下分划的刻线移动，使与圆形的另一边相切。
3.读取数字，从上分划中读取被测压痕的整数部分然后再从外部指示线与读数指示套的重合线读取小数部 分（格数×0.01）单位毫米。圆形压痕的全部指示数为：整数部分加小数部分。

‘柒’ 如何king布氏硬度计来测量铝合金

1.
现场测试。这是一种可以在车间使用的便携式仪器，操作简单，携带方便，可现场测试大型工件而不必取样，可实现大型工件的逐件检测。
2.
永久压痕。采用3000kg试验力，10mm球，压出的压痕可准确反映铸铁、铸钢、锻件等粗大晶粒材料的真实硬度。测试后留下的永久性压痕可以在任何时间重复检验。
3.
真实准确。按照真实的布氏硬度试验原理测试，与台式布氏硬度计原理相同，并非其他便携式仪器（例如里氏硬度计）得到的失真较大的换算值。
4.
测试精确。校准精度为载荷的0.5%，硬度测试精度与台式机相同。
5.
任意方向。没有方向限制，可用于任意方向上的测量：包括上面，下面，侧面，倒置等。
6.
量程宽。King硬度计可选择500kg、750kg、1000kg、1500kg、3000kg试验力，5mm、10mm球压头，量程可达到35~650HBW，可测试铝合金、铜、铜合金、钢、铁等常见金属材料。
7.
附件丰富。仪器配有种类丰富的选购附件，可满足不同应用场合和不同大小、形状工件的需要

‘捌’ 布氏硬度机的校验方法

布氏硬度法主要是用来检验较软的黑色金属和有色金属材料的硬度，如果承钢材料和轴承件退火后的硬度检验：铜、铝合金及保持架材料的硬度检验等。硬度的范围值为8~450HBS。
布氏硬度值是用载荷除以压痕(球形表面积)所得的商以HB表示。它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。一般为：以3000kg的载荷将直径为10mm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，单位为kgf/mm2。布氏硬度和抗拉强度有一定的近似关系，一般用于较软材料的硬度检测。生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、合金结构钢等毛胚或半成品的硬度，但由于布氏硬度压痕较大，属于有损检测，故不适合测成品和薄片。布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。布氏硬度检测最大限值为HB650，一般当试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

‘玖’ 布氏硬度计原理详细一些的谢谢！

布氏硬度计工作原理：
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。 http://www.zhaoxidianzi.com/new28896.html

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直径球压头，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，面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。 布氏硬度试验的特点是压痕较大，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。

‘拾’ 常用的硬度测量方法有哪些

金属洛氏法：

1、洛氏硬度应选择在较小的温度变化范围内进行，因为温度变化可能会对试验结果有影响。所以试验规定在10～35℃的室温进行。

2、试样应平稳地放置在刚性支承物上，并使压头轴线与试样表面垂直。避免试样产生位移。使压头与试样表面接触，在无冲击和振动的情况下施加试验力，初试验力保持不应超过3秒。

3、将测在不小于1s且不大于8s的时间内，从初试验力增加到总试验力，并保持4s±2s，然后卸除主试验力，保持初试验力，经过短暂稳定后，进行读数。为了读数准确，在试验过程中，硬度计应避免受到任何冲击和震动。

硬度测试实验的注意事项：

1、试样(被测工件)表面应平坦光洁（粗糙度Ra不大于1.6um），无污物等。

2、对于特殊类试样如与压头粘结的活性金属材料，可以适当涂些油料（如煤油）。

3、试样的制取应注意因外界因素引起表面组织变化，从而对硬度值构成影响。如制取试样时因过热引起的烧伤等。

4、试样或者被测层的厚度应负荷标准。如采用金刚石锥压头厚度不小于压痕残余深（压头压入深度）的10倍；球压头不小于压痕残余深度的15倍。

5、对于凹面或者凸面试样应该进行必要的硬度值修正。