布氏硬度压痕测量原理说明
布氏硬度试验
注：为了得到准确的试验结果，除F与D应满 足这一选配原则外, 还应通过F与D的选择使 压痕直径d限定在0.24D～0.60D之间，否则 试验结果无效。
布氏硬度表示方法
• 布氏硬度用符号HBW表示。 • 符号HBW之前书写硬度值，符号后面依次表示
代入式（3）得：
HBW=
0.102
F D2
(1
2
1 sin2 )
(4)
2
由上式可见，要保证对同一材料测得的布氏
硬度值相同，必须使压入角为常数，此外还
必须使F/D2值为常数。但是F/D2值与并不
是相互独立的参量，它们之间也存在一定关
系。
根据大量试验结果可以证明： F
D2
Asin
2
（5）
式中A是与材料有关的常数。
试验设备
布氏硬度计
试验力的误差
• 测量的各级试验力的误差均应在规定的试验力标称 值的土1%以内
• 变动度不大于±1％
不同球直径的允差
单位为毫米
球直径
允差
10
±0.005
5
±0.004
2.5
±0.003
1
±0.003
硬质合金球的特性应满足下列要求:
维氏硬度不应低于1500HV10
密 度 :ρ=(14.8士0.2)g /cm3。
• 制备试样时，应使过热或冷加工等因素对表面性 能的影响减至最小。
• 试样厚度至少应为压痕深度的8倍。 • 试验后，试样背面如出现可见变形痕迹，则表明
试样厚度太薄。
布氏硬度试验的F/D2值的选择
• 如对一铜合金材料进行硬度试验，采用 10mm直径压头，以F/D2为30选择试验力 为29420N（3000kgf）。但当试验结果硬 度值低于140HBW时，应保持压头直径不 变，以F/D2为10选择试验力为 9807N(1000kgf)，从而保证硬度较低的材 料其压痕直径也在所规定范围内。
布氏硬度试验方法
布氏硬度计（GB/—2002）1. 布氏硬度计原理对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。
图1布氏硬度试验原理HB =F / S (1)=F /πDh (2)=×2F /πDh (3)=×2F/πD (D—) (4)式中：F ——试验力，N；S ——压痕表面积，mm；D ——球压头直径，mm；h ——压痕深度，mm；d ——压痕直径，mm2. 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，而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。
布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。
3. 布氏硬度计的应用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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，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。
4. 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。
布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头，3000kg试验力。
这一条件能够最大限度地体现布氏硬度的特点。
硬度计的原理
硬度计的原理
硬度计是一种用于测量材料硬度的仪器。
不同类型的硬度计采用不同的原理，以下介绍几种常见的硬度计原理：
1. 布氏硬度计原理：布氏硬度计是通过将一个钢球或钨碳化钨球压入材料表面来测量硬度。
硬度计中的压入深度与施加的载荷成正比。
布氏硬度值通过测量压入球对应的压入深度来确定。
2. 洛氏硬度计原理：洛氏硬度计使用一个金刚石圆锥或硬质合金球在材料表面施加压力来测量硬度。
硬度值由测量压痕的直径和使用的载荷大小来确定。
3. 维氏硬度计原理：维氏硬度计是通过在材料表面施加一个标准的压入载荷，然后测量压痕的对角线长度来测量硬度。
硬度值是通过将载荷和压痕对角线长度的比例与标准维氏硬度标尺进行比较得到的。
4. 硬度计原理：硬度计使用一个钻石或硬质合金锥形针尖，通过施加一定的载荷并测量针尖在材料表面产生的压痕大小来测量硬度。
硬度值由载荷大小和压痕面积的比例确定。
以上是常见的硬度计原理，每种原理都有其适用的材料和测量范围。
在使用硬度计时，需要根据具体的硬度计类型和材料性质选择适当的载荷和试验条件，以确保准确测量材料的硬度。
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布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍
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。
铜的布氏硬度
铜的布氏硬度铜是一种常见的金属材料，具有优异的导电、导热性能，广泛用于电气、建筑、制造等领域。
铜的硬度是衡量其力学性能的重要指标之一，通常采用布氏硬度试验来测定。
下面将详细介绍铜的布氏硬度。
一、布氏硬度试验原理布氏硬度试验是一种通过测量金属材料在一定压力下压入深度来确定其硬度的试验方法。
试验时，将一定直径的硬质合金球放在试样表面上，然后施加一定的压力，保持一定时间后卸载，测量压痕的直径并计算硬度值。
布氏硬度试验的优点是测量范围广、压痕小、试验过程简单、可重复性好，适用于各种金属材料的硬度测定。
二、铜的布氏硬度试验在测定铜的布氏硬度时，通常采用标准硬质合金球，直径为10毫米，球面曲率半径为0.00035米，试验力为1000千克力（9.807牛），试验时间为10-15秒。
试验时，将试样放置在支承台上，然后将硬质合金球放在试样表面上，调整试验力保持时间，然后在压痕表面测量两个互相垂直的方向上的直径，计算平均值并乘以硬度计算公式得到硬度值。
三、影响铜布氏硬度的因素铜的布氏硬度受多个因素影响，包括纯度、晶粒大小、冷加工等。
1．纯度：纯度是影响铜布氏硬度的重要因素之一。
随着杂质含量的增加，铜的硬度会逐渐降低。
例如，在纯铜中加入少量杂质元素如铁、锌等，会导致硬度下降。
2．晶粒大小：铜的晶粒大小也会影响其硬度。
细晶粒的铜具有较高的硬度，而粗晶粒的铜则具有较低的硬度。
这是因为在细晶粒铜中，晶界数量较多，阻碍了位错的运动，使得材料难以变形和加工。
3．冷加工：冷加工可以显著提高铜的硬度。
经过冷拉、冷轧等处理后，铜的晶粒会变得更加细小，同时也会产生更多的缺陷和位错，从而增加材料的硬度。
四、铜布氏硬度的应用铜布氏硬度的应用非常广泛，包括以下几个方面：1．质量控制：在铜材生产过程中，通过检测布氏硬度可以控制产品质量和稳定性。
如果硬度值超出标准范围，则可能存在质量问题或生产工艺问题。
2．设备选材：在机械制造中，根据所需承受的载荷和工作环境选择具有适当布氏硬度的铜材可以保证设备的可靠性和寿命。
布氏硬度计原理
布氏硬度计原理
布氏硬度计利用压头对物体进行压痕测试，根据压痕大小来评估物体的硬度。
其原理是利用压头对被测试物体表面施加标准化压力，然后测量压头对物体表面的压痕直径，根据压痕直径与标准化压力的关系来确定物体的硬度。
布氏硬度计的压头是一个钢珠，它在进行测试时会从一定高度自由坠落，以获得足够的动能。
压头坠落后与物体表面发生弹性变形和塑性变形，形成一个圆形或椭圆形压痕。
压痕的直径可以通过显微镜或光学放大镜来测量。
根据布氏硬度计的标准化压力和压痕直径的测量数据，可以利用布氏硬度计的硬度比例尺将物体的硬度等级进行划分。
硬度比例尺是根据试验数据和经验而建立的一组数值，用于表示物体的硬度。
数值越大，表示物体的硬度越高。
布氏硬度计具有测量范围广、操作简单、重复性好等优点，广泛应用于金属、塑料、橡胶等材料的硬度测试。
布氏硬度介绍及其操作说明
HB: T: 10
601.5 N: 01
3000/10
LOADING
TIME
TIME
CLR-D
DWELL
LIGHT
LIGHT
CLR-F
FORCE
FORCE
试验状态
图4 1 输出显示用 LCD 液晶显示器和发光二级管。显示屏显示 D1、D2 输入值，HB 硬 度值、实际试验力(瞬时)、试验力/球压头、保荷时间、硬度测试次数、加卸荷 状态。 2 试验力显示：在加荷试验时，显示出实际试验力(瞬时值 kg)，如 3000kg。 3 保荷时间，当加荷结束时，保荷时间呈倒计时，保荷时间范围从 05~60 秒，共 12 档，一般设在 15 秒。 4 试验状态显示，试验时分为三个阶段，加荷阶段 LOADING 灯亮，保荷阶段 DWELL 灯亮，卸荷阶段 UNLOADING 灯亮。 5 输入功能键， 面板上共设 9 个键。 两个为保荷时间増减键， 两个为力值増减键， 两个为光源増减键.每按一下，应发出“嘟”声，当发出“嘟叻叻…”较长声， 表示该值已达到最大值或最小值；一个停止键，两个清零键(CLR-F、 CLR-D)。 使保荷时间增加。每按一下 TIME+ 键，则会发出“嘟”的一声，表 示保荷时间增加 5 秒。 使保荷时间减少。每按一下 TIME- 键，则会发出“嘟”的一声，表 示保荷时间减少 5 秒。
LIGHT-
FORCE+
FORCE-
CLR-D
CLR-F
置零键——当负荷全部卸除后（工件与压头脱开） ，试验力显示还有 余数，按该键置零。 停止键——硬度计在试验时需要停止请按此键。按此键后，仪器停 止加荷恢复到起始位置。
STOP
硬度计的使用步骤： 1 将试样稳固地放置于试台上，保证在试验过程中不发生位移和绕曲。 2 打开电源开关，杠杆自动调整进入起始位置，面板显示 D1:、D2:，HB:。如显 示试验力剩余值， 按 CLR-F 键清除。 开机时试验力设定在 3000kg， 压头直经 10mm， 时间设定在 15 秒。本仪器的试验力有 2 组共十二级； 第 1 组：62.5kg~250kg，手动加力>30kg，即自动加荷。 第 2 组：500kg~3000kg，手动加力>90kg，即自动加荷。 3 仪器试验前的准备工作就绪后，转动手轮，当试件接触压头的同时试验力也开 始显示，试验力接近自动加荷值时，必须缓慢上升，仪器发出“嘟”响声，应停 止转动手轮，加荷指示灯 LOADING 亮，试验力自动加载，运行到达所选定的试 验力时，保荷开始，保荷指示灯 DWELL 亮，加荷指示灯暗，并进入倒计时，待 保荷时间结束，保荷指示灯暗，自动进行卸荷，同时卸荷指示灯 UNLOADING 亮， 卸荷结束后指示灯暗时， 反向转动旋轮使工件与压头脱开， 杠杆回复到起始位置。 一次测试结束。
布氏硬度实验原理
布氏硬度实验原理布氏硬度实验是一种常用的金属材料硬度测试方法，通过在材料表面施加一定载荷，并测量压痕的直径来确定材料的硬度。
本文将介绍布氏硬度实验的原理和相关知识。
1. 布氏硬度实验原理。
布氏硬度实验是利用金属材料在受力作用下产生的压痕来测定材料的硬度。
在布氏硬度实验中，一颗钢球或钻石锥头以一定的载荷作用在试样表面上，压痕的直径或者压痕的长径和短径之比即为硬度值，用布氏硬度数表示。
布氏硬度实验是通过对金属材料表面进行压痕试验，来测定材料的硬度。
2. 布氏硬度实验的原理。
布氏硬度实验是通过在金属材料表面施加一定载荷，形成一个可测量的压痕，然后根据压痕的大小来确定材料的硬度。
在布氏硬度实验中，载荷和压头的选择是非常重要的，载荷的大小和压头的形状会直接影响到压痕的形成和测量结果的准确性。
3. 布氏硬度实验的步骤。
进行布氏硬度实验时，首先要选择合适的压头和载荷，然后将试样放在硬度试验机上，施加载荷使压头压入试样表面，保持一定时间后卸载，用显微镜测量压痕的长径和短径，根据压痕的大小计算出硬度值。
在实验过程中，要保证试样表面的平整度和光洁度，以保证测量结果的准确性。
4. 布氏硬度实验的应用。
布氏硬度实验广泛应用于金属材料的硬度测试中，特别是对于脆性材料和薄壁管材料，布氏硬度实验具有较高的灵敏度和准确性。
通过布氏硬度实验可以对金属材料的硬度进行快速、准确的测定，为材料的选用和工艺参数的确定提供了重要的参考依据。
5. 结语。
布氏硬度实验是一种简单、快捷、准确的金属材料硬度测试方法，通过对材料表面施加一定载荷来形成压痕，然后测量压痕的大小来确定材料的硬度。
布氏硬度实验在工程领域中具有重要的应用价值，能够为材料的选用和工艺参数的确定提供重要参考依据。
通过本文的介绍，相信大家对布氏硬度实验的原理和应用有了更深入的了解，希望能够对大家的学习和工作有所帮助。
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布氏硬度压痕测量原理说明
关于测深法的技术说明：
由于在压头打压痕时，在压痕的外沿会因为材料形变的原因而会出现少许的突起（如图），在国际标准的硬度测量时是以压痕的最大直径为标准，而使用测深原理只能测量图中的“错误”的直径，因此目前在国际标准里从未对测深方式做出说明，我们可以说这种测量方式为宏观的洛氏测量。
正确
以下是美国ASTM 标准的关于测深法的说明：
这里面明确说明该法为洛氏测试。
关于Brintronic测试精度的说明如下：
Pixel diameter
2*√ number of measurements
即为：
象素点的半径除以所取有效压痕直径的开根值。
Example
Pixel diameter 14µm, (half pixel) = 7µm.
500 measurements 0.007/22.36 =0.00 031
400 measurements 0.007/20 =0.00 035
300 measurements 0.007/17.32 =0.00 040
200 measurements 0.007/14.14 =0.00 049
100 measurements 0.007/10 =0.00 070。