布氏硬度压痕
简要说明布氏硬度的原理
简要说明布氏硬度的原理
布氏硬度是用来表示材料硬度的一种常用方法，它是由英国科学家布拉文·斯宾德尔·布莱茨沃斯于1925年首次提出的。
原理如下：
1. 根据压痕的直径和负荷大小可以反映材料的硬度，即硬度值越大，材料越硬。
2. 布氏硬度试验使用一种特殊的硬度计，即布氏硬度计，该硬度计由一个钢珠和一个压痕镜组成。
压痕镜是一个放大镜，在压痕上可以读取压痕的直径。
3. 布氏硬度试验过程中，先用一个压痕针以固定负荷压入试样表面，待时间过去后，再用较大负荷压入试样，然后减小负荷后进行测量。
4. 通过测量压痕的直径，计算得出布氏硬度值，通常用"HB"表示。
5. 布氏硬度值受到材料的组织、颗粒尺寸、结晶度、冷热处理等因素的影响。
不同材料的布氏硬度值相差较大，可以用来比较材料的硬度。
6. 布氏硬度试验适用于金属材料、有色金属、塑料、玻璃等硬度较低的材料，但不适用于脆性材料，因为它们容易产生较大的压痕。
总之，布氏硬度是通过在试样表面产生压痕并测量其直径，来评估材料硬度的方法。
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。
HBS(布氏硬度)
d--压痕两对角线的算术平均值，mm。
维氏硬度采用的试验力F为5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）Kgf(N)等六级，可测硬度值范围为5～1000HV。
表示方法举例：640HV30/20表示用30Hgf（294.2N）试验力保持20S（秒）测定的维氏硬度值为640N/mm2(MPa)。
HBS（布氏硬度）是硬度指标。布氏硬度是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值，它不适用于测定硬度较高的材料。
布氏硬度＝F（载荷）/A凹（压痕球形表面积）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
C、维氏硬度（HV）
维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力（F）压入试验表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度。
维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为：
式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)；
HR有A、B 、C3三种。A和C 用120度的金刚石正圆锥体作测头，B用直径1.588的钢球作测头。测量方法都是先用一个预压力将测头压在被测材料的表面，再施以主压力，然后撤除主压力，测量压入深度判断材料的硬度。
HV是对HR的一种改良。因120度的正圆锥体不符合金刚石的晶体结构，不易磨好，所以HV将测头改为棱圆椎体，顶端可以制作得非常精良。测量方法同HR。
布氏硬度压痕相似原理
布氏硬度压痕相似原理引言：布氏硬度压痕相似原理是材料力学中的一个重要概念，它描述了不同材料在受力下产生的压痕形态和硬度之间的关系。
通过研究不同材料的硬度压痕相似性，我们可以更好地了解材料的力学性质和结构特征。
本文将介绍布氏硬度压痕相似原理的基本概念、实验方法和应用领域。
一、布氏硬度压痕相似原理的基本概念布氏硬度压痕相似原理是基于布氏硬度测试方法的基础上提出的。
布氏硬度测试是一种常用的材料硬度测试方法，通过在材料表面施加一定载荷，然后测量压痕的直径来评估材料的硬度。
根据布氏硬度测试的结果，我们可以比较不同材料的硬度大小。
布氏硬度压痕相似原理认为，在相同载荷下，不同材料的硬度压痕形态是相似的。
也就是说，无论材料的硬度大小如何，其硬度压痕的形状和尺寸在一定程度上是相似的。
这是因为在相同载荷下，材料的变形行为受到了相似的力学规律的控制。
二、布氏硬度压痕相似原理的实验方法为了验证布氏硬度压痕相似原理，我们可以进行一系列的实验。
首先，选择不同硬度的材料样品，如金属、陶瓷等，并使用布氏硬度测试仪进行硬度测试。
在相同载荷下，测量不同材料的硬度压痕直径，并记录下来。
通过对实验数据的分析，我们可以发现不同材料的硬度压痕直径之间存在一定的相似性。
虽然不同材料的硬度压痕直径可能有所差异，但它们的相对大小关系是相似的。
这表明了布氏硬度压痕相似原理的存在。
三、布氏硬度压痕相似原理的应用领域布氏硬度压痕相似原理在材料科学和工程领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 材料硬度评估：通过布氏硬度测试和压痕相似原理，我们可以对不同材料的硬度进行评估和比较。
这对于材料选择、工艺设计和性能优化非常重要。
2. 材料结构分析：通过观察材料的硬度压痕形态，我们可以了解材料的结构特征和变形行为。
这对于研究材料的力学性质和微观结构具有重要意义。
3. 材料改性：通过改变材料的组成和处理工艺，我们可以调控材料的硬度和压痕形态。
布氏硬度压痕相似原理可以帮助我们理解材料改性的机制和效果。
压痕直径与布氏硬度及响应洛氏硬度对照表
44 73 4.50 179 59.5 14.9 88
43 72 4.55 174 58.1 14.5 87
41 71 4.60 170 56.8 14.2 86
40 71 4.65 167 55.5 13.9 85
39 70 4.70 163 54.3 13.6 84
38 69 4.75 159 53.0 13.3 83
附录二 压痕直径与布氏硬度及相应洛氏硬度对照表
d10 2d5 4d2.5
HB
HR
30D2 10D2 2.5D2 HRB HRC HRA
d10 2d5 4d2.5
HB
HR
30D2 10D2 2.5D2 HRB HRC HRA
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线0生高不产中仅工资22艺料22高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料22荷试，下卷而高总且中体可资配保料置障试时23卷，23调需各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看2工且55作尽22下可2都能护1可地关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编5试求写、卷技重电保术要气护交设设装底备备4置。高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并3设试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
布氏硬度与压痕直径对照表
布氏硬度与压痕直径对照表布氏硬度（Brinell Hardness）是一种通过测量压痕直径来确定材料硬度的测试方法。
布氏硬度测试通常在一些金属材料中应用广泛，它通过使用一定直径的钢球在一定载荷下压入材料表面，然后测量压痕的直径来计算材料的硬度。
以下是常见的布氏硬度与压痕直径对照表：
的金属或合金，其布氏硬度与压痕直径的关系可能会有所不同。
此外，布氏硬度测试的准确性受到许多因素的影响，如材料的均匀性、试样的表面粗糙度、加载荷的准确性以及压头形状等。
在实际应用中，布氏硬度的测量通常是通过专门的硬度计来实现的，这些硬度计可以将载荷、压头形状和加载速率等参数标准化，从而提供更准确的硬度测量结果。
对于不同材料的硬度测量，可能需要选择不同的硬度计和参数设置。
通过了解布氏硬度和压痕直径之间的关系，我们可以更好地理解材料的硬度特性，从而在材料选用、热处理工艺优化等方面做出更准确的选择和调整。
压痕直径与布氏硬度对照表
压痕直径与布氏硬度对照表
布氏硬度是材料强度指标，按照定义，它是金属在接受压痕后所承受的比压来衡量的，它可以以数字形式描述物体抵抗压缩强度的能力。
近年来，随着技术的进步，布氏硬度的测量已经成为测试金属材料的常用方法。
最常用的方法是使用布氏硬度硬度检测台，该台由一个计算机控制，装有一个电子测试仪，能够将压痕力直接转换成数字。
这种仪器把压痕力转换成数字叫做压痕直径，表示了压痕仪检测出的平均压痕深度。
压痕直径是压痕仪检测出的平均压痕深度，与布氏硬度有着密切的关系，在衡量材料强度用处重要。
对于布氏硬度值，压痕直径的大小不同也会产生影响，一般所用的压痕直径也因不同的布氏标准而有所不同。
下表就是布氏硬度与压痕直径的对照表：
| 布氏硬度 | 压痕直径(mm) |
| ----- | --- |
| 8-27 | 0.1 |
| 28-43 | 0.2 |
| 44-59 | 0.3 |
| 60-73 | 0.4 |
| 74-83 | 0.5 |
| 84-97 | 0.6 |
| 98-107 | 0.7 |
| 108-127 | 0.8 |
| 128-149 | 0.9 |
| 150-168 | 1.0 |
布氏硬度表明材料的强度，而压痕直径直接影响布氏硬度的精确值，压痕直径的大小不同，会影响布氏硬度的精确值，所以在测量布氏硬度时，应先准确测定压痕直径，再综合计算出布氏硬度。
通过上述对照表，无论是测量布氏硬度还是根据布氏硬度测量压痕直径，都能够精准而准确的反映金属材料强度及压痕痕深度。
布氏硬度的单位kgf
布氏硬度的单位kgf
布氏硬度的单位是Kgf，全称为千克力 Per 平方 Inch或 Per 平方 Inch-Ounce。
布氏硬度的计算公式为：HBS=K×（P/S）^1/3，其中 HBS 代表布氏硬度，P 代表压入硬度表测杆端面的负荷，S 代表硬度计的实验负荷加荷率。
在实际应用中，压头直径为10mm，压力为3000 Kgf（29420N），压痕直径为4mm，根据布氏硬度公式，算出来的值分别是2244 N/mm2、228.8Kgf/mm2。
布氏硬度主要用于测量金属材料在全硬度状态下的硬度和强度，其测试原理是通过测量一定负荷的钢球在一定压力下压入被测金属表面，形成一定直径的压痕，然后根据压痕的直径计算出布氏硬度值。
布氏硬度的单位是 Kgf，其中 K 表示千克力 Per 平方 Inch或 Per 平方Inch-Ounce，g 表示重力加速度，f 表示负荷。
这个单位名称是由负荷和压痕面积的乘积得来的，其中负荷是以千克力为单位，压痕面积是以平方英寸或平方英寸-盎司为单位。
布氏硬度的测量范围较广，从很低硬度的铝、铜、银、金等软金属材料到很高硬度的淬火钢、淬火和回火合金钢等硬金属材料都可以测量。
由于其具有较高的测量精度和重复性，因此被广泛应用于各种金属材料的测量和分析中。
如需获取更多关于布氏硬度的信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
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对于高碳钢、铸铁等材料，以试样产生0.2%的塑 性变形量时的应力作为屈服强度，用σ 0.2表示。
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1.1.3、塑性指标
1.伸长率:试样拉断后标距长度的伸长量与原始标 距长度的百分比，用符号δ 表示。 δ =(L1-L0)/Lo 式中：L0 试样原始标距长度； L1 试样拉断后的标距长度。 （2） 断面收缩率ψ 试样被拉断后横截面积的相对收缩量称为断面收 缩率，用符号ψ表示，即 ψ =(S0-S1)/So 式中：S0 试样原始的横截面积； S1 试样拉断处的横截面积。
布 氏 硬 度 压 痕
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2.试验规范：由于金属材料有硬有软，有厚有 薄，如果只采用一种标准的试验力F和压头直径 D，就会出现若对硬的材料适合，而对软的材料 会发生压头陷入金属内的现象；若对厚的工件 适合，而对薄的工件就会产生压穿的现象。因 此，在进行布氏硬度试验时，要求能使用不同 大小的试验力和不同直径的压头。 3.适用范围：用淬火钢球作压头测得的硬度用 符号HBS表示，适合于测量布氏硬度值小于450 的材料。用硬质合金球作压头测得的硬度用符 号HBW表示，适合于测量布氏硬度值为450～650 的材料。
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应力 = P/F0 应变 = (l-l0)/l0
拉 伸 试 验 机
低碳钢的应力-应变曲线
拉伸试样
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（a） 无塑性变形的脆性材料（例如铸铁） （b） 有明显屈服点的延性材料（例如低碳钢）（c） 没有明显屈服点的延性材料（例如纯铝）
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洛氏硬度
洛氏硬度测试示意图 洛 氏 硬 度 计
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1.1.2强度
1.弹性极限:材料产生完全弹性变形时所能承受的
最大应力值，用符号σ e表示。
σe=Fe/So σb=Fb/So σs=Fs/So
2.抗拉强度:材料断裂前所能承受的最大应力值， 用符号σ b表示。
3.屈服强度:材料产生屈服现象的最小应力值，用 符号σ s表示。
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1.2.1布氏硬度
1.测定原理：用直径为D的 淬火钢球或硬质合金球做 压头，在试验力F的作用下 压入被测金属表面，保持 规定的时间后卸除试验力， 则在金属表面留下一压坑 (压痕)，用读数显微镜测 量其压痕直径d，求出压痕 表面积，用试验力F除以压 痕表面积所得的商作为被 测金属的布氏硬度值，用 符号HB表示。
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1.1 强度和塑性
•强度：指金属材料在载荷作用下抵抗变形或断裂的能 力。强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪 强度等。抗拉强度是最基本的强度指标。
•塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形而 不破坏的能力。
•强度和塑性指标是通过拉伸试验测得的。
《工程材料》 机电工程系
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3.载荷超过Fs后，试样的伸长量又随载荷的增加 而增大，同时，变形抗力也同时增大。这一阶段 称为强化阶段。 4.当载荷继续增加到某一最大值Fb时，试样开始 产生局部截面缩小，即所谓“缩颈”现象，随后 的变形主要集中于颈部。由于试样局部截面急剧 减小，导致试样承载能力降低，故载荷也逐渐下 降，到达K点时试样被拉断，这一阶段称为缩颈阶 段。
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1.2.2洛氏硬度
与布氏硬度试验一样，洛氏硬度也是一种压入硬 度度试验，但它不是测量压痕面积，而是测量压 痕的深度，以深度大小表示材料的硬度值。 1.测定原理 用顶角为120°的金刚石圆锥或直径为1.588mm的 淬火钢球作压头，先加初载荷，再加主载荷，将 压头压入金属表面，保持一定时间后卸除主载荷， 根据压痕深度确定硬度值。用符号HR表示。
《工程材料》 机电工程系
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• 1.1.1拉伸试验
•试验前，将金属材料按国家标准制成标准拉伸试 样，常用试样为标准圆形试样，分为标准圆形长试 样和标准圆形短试样两类。 •长试样：l0=10d0 •短试样：l0=5d0
试验时，将标准圆形拉伸试样装夹在拉伸试验机 上，缓慢地加载（静载荷），随着载荷的增加试 样逐渐伸长，直至拉断。在试验过程中，试验机 自动记录每一瞬间载荷和伸长量，并绘出它们之 间的关系曲线，称为拉伸曲线。
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以低碳钢为例：
1.当载荷不超过Fe时，试样的伸长量与载荷成 比例增加，如果卸除载荷，试样能完全恢复到 原来的尺寸，这种随载荷去除而消失的变形称 为弹性变形。这一阶段属于弹性变形阶段。
2.当载荷超过Fe时，试样将开始出现塑性变形 (或称永久变形)。当载荷增加到Fs时，拉伸曲线 上出现了水平(或锯齿形)线段，表明在载荷基本 不变的情况下，试样却继续伸长，这种现象称为 “屈服”。这一阶段称为屈服阶段。
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4.标注方法：在硬度标注时，硬度值写在硬度符 号的前面，例如120HBS，表示用淬火钢球作压头 测得材料的布氏硬度值为120。 5.应用：我国目前布氏硬度计的压头主要是淬火 钢球，故主要用来测定灰铸铁、有色金属以及经 退火、正火和调质处理的钢材等。
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第一章 金属材料的力学性能
金属材料的性能分为使用性能和工艺性能两类。 使用性能:指金属材料在使用过程中表现出来的性能， 包括力学性能、物理性能、化学性能。 工艺性能:指金属材料在各种加工过程中所表现出来 的性能，包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处 理性能和切削加工性能等。 金属材料的力学性能是指金属材料在各种载荷（外力） 作用下表现出来的抵抗能力，它是机械零件设计和选 材的主要依据。 常用的力学性能有：强度、塑性、硬度、冲击韧度和 疲劳强度等。
《工程材料》 机电工程系
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1.2硬度
概念：硬度是衡量材料软硬程度的指标，它表示 金属抵抗局部变形或破裂的能力。 特点：硬度是通过硬度试验测得的。硬度试验方 法简单、迅速、不需要专门的试样、不损坏工件， 因此在生产和科研中得到广泛应用。 分类：测定硬度的方法很多，常用的有布氏硬度、 洛氏硬度和维氏硬度试验方法。