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布氏硬度試驗原理及規范

更新時間：2015-04-01 點擊次數：6767

布氏硬度試驗原理
　　用直徑為D的淬火鋼球或硬質合金球，以相應的試驗力F壓入試樣表面，保持規定的時間后卸除試驗力，在試樣表面留下球形壓痕，如左圖所示。布氏硬度值用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示。用淬火鋼球作壓頭時，布氏硬度用符號“HBS”表示;用硬質合金球作壓頭，布氏硬度用符號“HBW”表示。

HBS(HBW)：用鋼球（硬質合金球）試驗的布氏硬度值；
F：試驗力（N）；d：壓痕平均直徑（mm）；D：鋼球（硬質合金球）直徑（mm）．布氏硬度的單位為N/mm2，但習慣上只寫明硬度值而不標出單位。

布氏硬度試驗的優點是：試驗時使用的壓頭直徑較大，在試樣表面上留下壓痕也較大，測得的硬度值也較準確。
　　布氏硬度試驗的缺點是：對金屬表面的損傷較大，不易測試太薄工件的硬度，也不適于測定成品件的硬度。
布氏硬度試驗常用來測定原材料、半成品及性能不均勻的材料（如鑄鐵）硬度。

　　在進行布氏硬度試驗時，鋼球直徑Ｄ、施加的試驗力Ｆ和試驗力保持時間、應根據被測試金屬的種類和試樣厚度，按下表所示的布氏硬度試驗規范正確地進行選擇。

布氏硬度試驗規范：

材料	布氏硬度		0.102Ｆ/D 2		備注
鋼及鑄鐵	＜ 140 ＞ 140		10 30	Ｆ單位：　ＮＤ單位：　 mm
銅及其合金	＜ 35 35－130 ＞ 130	5 10 30
輕金屬及其合金	＜ 35 35－80 ＞ 80	25 10 10
鉛、錫			1.25

　　由布氏硬度值的計算公式可以看出，當所加試驗力Ｆ與鋼球（或硬質合金球）直徑Ｄ已選定時，硬度埴HBS（HBW）只與壓痕直徑d 有關。d 越大，則HBS（HBW）值越小，表明材料越軟；反之，d 越小，HBS（HBW）值越大，表明材料越硬。
除了采用鋼球（或硬質合金球）直徑Ｄ為10ｍｍ，試驗力Ｆ為3000ｋｇｆ（２９４２１Ｎ），保持時間10－15s的試驗條件外，在其它試驗條件下測得的硬度值，應在符號HBS的后面用相應的數字注明壓頭直徑、試驗力大小和試驗力保持時間。
如120HBS10/1000/30，即表示用10mm的鋼球作壓頭，在1000kgf(9807N)的試驗力作用下，保持時間為30s后所測得的硬度值為120。如500HBＷ5/750，即表示用5mm的硬質鋼球作壓頭，在750kgf(735N)的試驗力作用下，保持時間為01－15s后所測得的硬度值為500。
淬火鋼球用于測定硬度HBS＜450的金屬材料，如灰鑄鐵、有色金屬以及退火、正火和調質處理的鋼材等。為了避免壓頭變形，可用硬質合金球壓頭，它適用于測試HBW＜650的金屬材料。（我國目前布氏硬度試驗機壓頭主要是淬火鋼球。