布氏硬度计的测量原理及步骤

第一，布氏硬度测定原理。

选取一个事实载荷P，将直径为D的淬火钢球压入试样表面并保持一定时间，然后卸掉载荷，测量试样表面的钢球压出的压痕直径d，计算出压痕面积，算出载荷P与压痕面积之比，此比代表硬度为布氏硬度，用HB符号表示。显示出测量布氏硬度的原理。设置压痕深度为h时，压痕球冠面积为：

方程式中：P-试验所需的负荷(kg)；

D–压头钢球直径(mm)；

(d)压痕直径(mm)；

压痕面积(mm2)。

目前各国文献中普遍采用以kg/mm2为单位的布氏硬度，通常只给出数值而不写单位。

例如HB200，如果要转换为国际单位MPa，就需要乘以9.81的硬度值。

沧州欧谱布氏硬度钢球直径有三种类型：Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm，载荷15.6kg,62.5kg,182.5kg,250kg,750kg,1000kg,3000kg。可以根据材料的软硬程度，选择适当的组合。对于不同的压头直径、不同的载荷情况，同一材料的布氏硬度值是相同的。压力头的直径和负载应符合相似的原则。相似性原则是指在均匀材料中，金属的平均抗力，无论压痕大小如何，只要不改变压入角φ(即从压头圆心压痕两端的连线之间的夹角)即可。请看图14-5。通过实验，德国的Mayer(Mayer)发现了重要的经验关系。在d/D>0.1的情况下，压痕直径d与载荷的关系如下：

这一公式叫做梅尔定律。戒律a和n都是不变的。结果表明：当所采用的压头直径不同时，随着D值的增加，指数n基本不受D值影响；随着D值的增加，常数a减小；

这个公式表明，在进行布氏硬度测试时，只要使P/D2为一个常数，就可以使压入角φ保持不变，从而使压痕保持几何形状相似。因此，只要满足P/D2为常数，在布氏硬度测量中，同一材料的布氏硬度值是相同的。

并对不同材料的布氏硬度值进行了比较。数值P/D2并非随意规定，各种材料软硬差别很大。若仅规定P/D2的数值，则硬质材料的压入角过小，而软质材料的压入角又过大；如果压入角度过小，则压痕较小，测量误差较大。在入压角较大但小于90°的情况下，压痕直径随深度的增加变化较大，这对测量有一定的帮助。但是，在90°角范围内，随着压入深度的增大，压痕量变化不大。

通常为0.25以提高测量精度。

第二，布氏硬度试验步骤。

用来测量硬度的布氏硬度计：

根据试件材料，选择合适的压头和载荷。

二、预先装载。

3.加载和保留固定时间。

四、卸载。

5.取下样品，用带刻度的低倍放大镜对压痕径d进行测量。

第三，布氏硬度特性。

布硬度试验具有代表性强、代表性广的特点，由于压痕面积大，能够反映较大范围内金属各组成相的平均性能，不受单个组成相和微小不均匀度的影响。该方法特别适合于测定灰铸铁、轴承合金及晶粒粗大的金属材料；实验数据稳定，数据重复性强，且布氏硬度值与拉伸强度之间有一定的换算关系。

抗拉强度与布氏硬度的关系

HB-σb对材料硬度值的近似转换关系

钢铁。

125~175。

175岁。

ρb=0.343HB×10MN/m2

ρb=0.362HB×10MN/m2

铸造合金σb=0.26HB×10MN/m2。

黄铜、青铜σb=0.55HB×10MN/m2。

黄铜、青铜σb=0.40HB×10MN/m2后冷处理。

在硬度试验中，其缺点是压头为淬火钢球。因为钢球本身的变形问题，导致对材料进行过硬测试不难。通常HB450以上不能使用；压痕很大，成品检验有困难；测试过程中比洛氏硬度比较复杂，不能直接从硬度计读出(需要用带刻度的低倍放大镜测量压痕直径，再经查表得出布氏硬度值)。