布氏硬度計（GB/T231.1—2002）

布氏硬度計原理
　　對直徑為D的硬質(zhì)合金壓頭施加規(guī)定的試驗力，使壓頭壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，除去試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑d，布氏硬度用試驗力除以壓痕表面積的商來計算。
　　
　　 圖1布氏硬度試驗原理
　　 HB =F / S ……………… (1-1)
　　 =F / πDh ……………… (1-2)
　　 =0.102×2F / πDh（D－ ） ……………… （1-3）
　　 式中：F —— 試驗力，N；
　　 S —— 壓痕表面積，mm；
　　 D —— 球壓頭直徑，mm；
　　 h —— 壓痕深度， mm；
　　 d —— 壓痕直徑，mm

布氏硬度計的特點：
　　布氏硬度試驗的優(yōu)點是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm直徑球壓頭，3000kg試驗力，其壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值，而不受個別組成相及微小不均勻度的影響，因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。它的試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，精度高于洛氏，低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系。
　　布氏硬度試驗的缺點是壓痕較大，成品檢驗有困難，試驗過程比洛氏硬度試驗復(fù)雜，測量操作和壓痕測量都比較費時，并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過渡都會使壓痕直徑的測量產(chǎn)生較大誤差，因此要求操作者具有熟練的試驗技術(shù)和豐富經(jīng)驗，一般要求由專門的實驗員操作。

布氏硬度計的應(yīng)用
　　布氏硬度計主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗有著較好的對應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗還可用于有色金屬和軟鋼，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢測，由于壓痕較大，一般不用于成品檢測。

布氏硬度試驗條件的選擇如同洛氏硬度試驗關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣，布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題，即試驗力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的，而是要遵循一定的規(guī)則，并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配，應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗略顯復(fù)雜。布氏硬度試驗常用的試驗條件是采用10mm直徑的球壓頭，3000kg試驗力。這一條件能體現(xiàn)布氏硬度的特點。但是由于試樣材質(zhì)不同，硬度不同，試樣大小，薄厚也不同，一種試驗力，一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個。
　　 1.4.1規(guī)則一，要使試驗力和球壓頭直徑的平方之比為一個常數(shù)。即
　　 F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K　　　　　　　　…………　　（１－４）
　　
　　 圖1-2布氏硬度壓痕相似原理
　　這個規(guī)則來源于相似律。根據(jù)相似律，在圖１－２中不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗力F1、F2作用下壓入試樣表面，壓痕直徑d1、d2是不同的，但是只要壓入角?1、?2相同，壓痕就具有相似性。這時試驗力和壓頭球直徑的平方之比就是一個常數(shù)。在這種條件下，采用不同的試驗力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測得的硬度值是相同的，在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比較的。試驗力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準中表示為F/D2，在采用牛頓力的新標(biāo)準中表示為0.102F/D2。
1.4.２規(guī)則二，試驗后要使壓痕直徑處于以下范圍：
　　 0.24D < d < 0.6D　　　　　　　…………　　　（１－５）
　　否則試驗結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗力重新試驗。人們的大量試驗表明，當(dāng)壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時，測得的硬度值與試驗力大小無關(guān)。布氏硬度試驗可選擇的試驗力從3000kg到1kg大約有20個級別。布氏硬度試驗可選擇的壓頭直徑為10mm、5mm、2.5mm、1mm共4種。布氏硬度試驗可選擇的0.102F/D2值為30、15、10、5、2.5、1共6種。
　　 標(biāo)準GB/T231.1—2002中規(guī)定的試驗條件如表1－1所示。
　　 表1－1布氏硬度試驗條件

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