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金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法(标准状态：被代替)

金属硬度检测方法

金属硬度检测方法作者：张凤林硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。 1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002） 1.1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。 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) 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，mm。 1、2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10 mm直径球压头，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，mm 2. 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。但是由于试样材质不同，硬度不同，试样大小，薄厚也不同，一种试验力，一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则：规则一，要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即 F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5) 图2布氏硬度压痕相似原理这个规则来源于相似律。根据布氏硬度试验的相似律，在图２中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面，压痕直径d1、d2是不同的，但是只要压入角1、2相同，压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下，采用不同的试验力和不同直径的球压头，在同一试样上测得的硬度值是相同的，在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2，在采用牛顿力的新标准中表示为F/D2。测试钢铁材料，通常采用3000kg力，10mm球的试验条件，有 K=F/D2=30 测量范围为100~650HBW。根据相似律，采用750kg力，5mm球；力，球；1850kg力，球时，K值都是30，测量范围也都是100~650HBW，各种不同组合在测试同一试样时，其硬度值应该是相等的。规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围内： ≤d≤ (6) 否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明，当压痕直径在~之间时，测得的硬度值与试验力大小无关。布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为10mm、5mm、、1mm共4种。布氏硬度试验可选择的D2值为30、15、10、5、、1共6种。标准GB/—2002中规定的试验条件如表1所示。

金属硬度测试实验指导书讲解

北京理工大学珠海学院-工程材料及热处理实验工程材料及热处理实验指导书北京理工大学珠海学院机械与车辆学院 2012.10

实验一金属材料的硬度实验一、实验目的 1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。二、概述金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外硬度与其他机械性能（如强度指标σ b及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系。所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。测量硬度的方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。压入法硬度试验的主要特点是： ①实验时应力状态最软，（即最大切应力远远大于最大正应力）因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。 ②金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系： σ b=K*HB 式中：σ b ——材料的抗拉强度值；HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K＝0.34~0.36 合金调质钢K＝0.33~0.35 有色金属合金K＝0.33~0.53 ③硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有一定的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。 ④硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。 ⑤设备简单，操作迅速方便。三、布氏硬度（一）布氏硬度试验的基本原理布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求

布氏硬度试验方法

布氏硬度计（GB/T231.1—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) =0.102×2F /πDh (3) =0.102× 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，mm 2. 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。但是由于试样材质不同，硬度不同，试样大小，薄厚也不同，一种试验力，一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循以下两个规则： 4.1 规则一，要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即 F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K (5) 图2布氏硬度压痕相似原理这个规则来源于相似律。根据布氏硬度试验的相似律，在图２中不同直径的球压头D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面，压痕直径d1、d2是不同的，但是只要压入角?1、?2相同，压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下，采用不同的试验力和不同直径的球压头，在同一试样上测得的硬度值是相同的，在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2，在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。测试钢铁材料，通常采用3000kg力，10mm球的试验条件，有 K=F/D2=30 测量范围为100~650HBW。根据相似律，采用750kg力，5mm球；187.5kg力，2.5mm球；1850kg力，7.26mm球时，K值都是30，测量范围也都是100~650HBW，各种不同组合在测试同一试样时，其硬度值应该是相等的。 4.2 规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围内： 0.24D≤d≤0.6D (6) 否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们的大量试验表明，当压痕直径在0.24D~0.6D之间时，测得的硬度值与试验力大小无关。布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg到1kg大约有20个级别。布氏硬度试验可选择的压头直径为?10mm、?5mm、?2.5mm、?1mm共4种。

金属材料硬度试验

实验一金属材料的硬度实验一、实验目的 1.了解布氏、洛氏硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及硬度数据的测试方法。二、实验原理金属的硬度可以认为是金属材料局部表面在接触压力的任用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度值是材料性能的一个重要指标。试验方法简单、迅速，不需要专门的试样，同时保持试样的完整性，设备也比较简单。而且对大多数金属材料，可以硬度值估算出它的抗拉强度。因此在设计图纸的技术条件中大多规定材料的硬度值。检验材料或工艺是否合格有时也需用硬度。所以硬度试验在生产中广泛使用。硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的硬度测试方法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。三、布氏硬度（HB ）布氏硬度用符号HB 表示。这种试验方法是把规定直径（10mm 、5mm 、2.5mm ）的硬质合金球以一定的试验力压入所测材料的表面（如图1-1所示），保持规定时间后，测量表面压痕直径（如图1-2所示），然后按下式计算硬度： ) (222d D D D P F P HBW --= = π 式中 HBW-表示用硬质合金球测试时的布氏硬度值； P-载荷（kgf ）；（1kgf ＝9.8N ） D-压头钢球直径（mm ）； d-压痕平均直径（mm ）；

F-压痕面积（mm2）；式中只有d 是变数，故只需要测出压痕直径d ，根据已知D 和P 值就可以计算出HB 值。布氏硬度习惯上不标出单位。生产中已专门制定了平面布氏硬度值计算表见附录一，用读数显微镜测出压痕直径后，直接查表就可获得HB 硬度值。图1-1 布氏硬度测量示意图图1-2 用读数显微镜测量压痕直径由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，如果只采用同一种载荷和钢球直径时，就会出现对硬的材料合适，而对软的材料可能发生钢球陷入金属内部的现象；若对厚的材料合适，而对薄的材料又可能会出现压透的现象。因此为了得到统一的，可以相互比较的值，必须使P 和D 之间维持某一比值关系。这样对同一种材料而言，不论采用何种大小的载荷和钢球直径，只要能满足2 D P ＝常数，所得的HB 值是同样的；则对不同的材料来说，所得的HB 值也是可以进行比较的。按照GB231－63规定，2 D P 比值有30、10和2.5三种。具体试验数据的选择和使用范围可参考表1-1 由于硬度和强度都以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力，因而硬度和强度之间有一定的关系，其经验换算公式为：

各种硬度测试方法

二硬度 1、硬度试验 1.1硬度（hardness ）材料抵抗弹性变形、塑性变形、划痕或破裂等一种或多种作用同时发生的能力。最常用的有：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度、肖氏硬度等。 1.2布氏硬度试验（Brinell hardness test ）对一定直径的硬质合金球加规定的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径。布氏硬度与试验力除的压痕表面积的商成正比。 HBW=K · ) (22 2 d D D D F ??π 式中：HBW ——布氏硬度； K ——单位系数 K=0.102； D ——压头直径mm ； F ——试验力N ； D ——压痕直径mm 。标准块硬度值的表示方法，符号HBW 前为硬度值，符号后按顺序用数字表示球压头直径（mm ），试验力和试验力保持时间（10~15S 可不标注）。如350HBW5/750。表示用直径5mm 的硬质合金球在7.355KN 试验力下保持10~15S 测定的布氏硬度值为350，600HBW1/30/20表示用直径1mm 的硬质合金球在294.2N 试验力下保持20S 测定的布氏硬度值为600。 1.3洛氏硬度试验（Rockwell hardness test ）在初试验力F 。及总试验力F 先后作用下，将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力F 1，测量在初试验力下的残余压痕深度h 。 HR=N- s h 式中：HR ——洛氏硬度； N ——给定标尺的硬度常数； H ——卸除主试验力后，在初试验力下压痕残留的深度（残余压痕深度）；mm ； S ——给定标尺的单位；mm 。 A 、C 、D 、N 、T 标尺N=100， B 、E 、F 、G 、H 、K 标尺N=130；A 、B 、 C 、 D 、 E 、

金属的表面处理硬度

HV也就是维氏硬度，HRC是洛氏硬度都是硬度的表示。手册上有对应表，比如：HV=289对应HRC=30。它们的区别主要在硬度实验时，压痕形状不一样。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。 A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d 来表示该材料的硬度，既直观，又方便。举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。 B、洛氏硬度（HK）洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K 等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。硬度值用下式计算：当用A和C标尺试验时，HR=100-e 当用B标尺试验时，HR=130-e 式中e--残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。上述三个标尺适用范围如下： HRA（金刚石圆锥压头）20-88 HRC（金刚石圆锥压头）20-70 HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。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)；

布氏硬度测量

布氏硬度测量硬度是指金属表面上局部体积内抵抗弹性变形、塑性变形或抵抗破坏的能力。它是金属材料的重要性能之一,也是检验工、模具和机械零件质量的一项重要指标。硬度试验的方法很多,使用最广泛的是压入法,它用一定的静载荷(压力)把压头压在金属表面上,然后通过测定压痕的面积或深度来确定其硬度。常用的硬度试验方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等三种。布氏硬度测量法通常采用的是10 mm直径球压头, 29420 N实验力,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,测量准确、稳定,其硬度代表性好,数据重复性好,精度高于洛氏硬度。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁以及有色金属等的硬度值。布氏硬度的试验原理是对一定直径D的硬质合金球施加试验力F压入试样表面,保持一定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕直径,见图1。图1 布氏硬度试验原理布氏硬度值的计算公式式中:常数=1/gn=1/9.80665;gn—标准重力加速度。一般地,测量出压痕直径后,查表获得材料的布氏硬度值。传统的试样表面压痕直径测量方法是用20倍读数显微镜测量,比较费时,效率低,测量误差较大。基于图象处理的布氏硬度测试系统采用图象分析的方法,能够精确的拟合压痕的边缘轮廓,根据像素数计算压痕的面积,自动计算出材料的布氏硬度,并显示在显示屏上,无需查表,方便、快捷、准确。测量精度高,效率高。对于一些无法识别的压痕图象,提供了手动直径测量方法可供选择。 1 测试系统的组成及工作原理 1.1测试系统的组成测试系统硬件部分主要包括摄像头、图像采集卡、CCD电源等。

HB是布氏硬度值

HB是布氏硬度值，过去都是使用钢球压头，新标准中将布氏硬度值明确规定了测量时的压头：HBW 是指用硬质合金压头，HWS是指钢压头，压头的尺寸和载荷不变。由于钢压头在测量时会发生变形，特别是测量材料较硬时，新标准在这方面减少了漏洞。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。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。淬火钢球用于测定硬度HBS＜450的金属材料，如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形，可用硬质合金球压头，它适用于测试HBW＜650的金属材料。（我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。）HBS，HBW是布氏硬度更详细的分类。非常专业的时候要用到。布氏硬度的符号及表示方法布氏硬度的符号用HBS或HBW表示。 HBS表示压头为淬硬钢球，用于测定布氏硬度值在450以下的材料，如软钢、灰铸铁和有色金属等。HBW表示压头为硬质合金，用于测定布氏硬度值在650以下的树料。布氏硬度的表示方法：HBS或HBW之前的数字为硬度值，后面按顺序用数字表示试验条件： ①压头的球体直径； ②试验载荷； ③试验载荷保持的时间(10～15s不标注。

例如170HBS10／1000／30表示用直径10mm的钢球，在9807 N(1000 kgf)的试验载荷作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。 530HBW5／750表示用直径5 mm的硬质合金球，在7355N(750kg f)的试验载荷作用下，保持10～15s时测得的布氏硬度值为530。 (3)试验条件的选择布氏硬度试验时，压头球体的直径D、试验载荷F及载荷保持的时间t，应根据被试金属材料的种类、硬度值的范围及厚度进行选择。常用的压头直径l、2、2．5、5和10毫米五种。试验载荷可从9．807N ( l kgf) ～29．42 KN (3000 kgf)范围内，载荷保持的时间，一般黑色金属为10～15s；有色金属为30s；布氏硬度值小于35时为60s。 HBS，HRC，HBW是硬度指标不同种类。硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

氏硬度(HRC)、布氏硬度(HB)等硬度对照区别和换算

氏硬度（HRC）、布氏硬度（HB）等硬度对照区别和换算硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最普通的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度(HB) 、洛氏硬度(HRA），HRB，HRC)、维氏硬度(HV) ，橡胶塑料邵氏硬度里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)[/url]则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。等硬度其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。最流行的(HA,HD) 钢材的硬度：金属硬度 ●常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 ●HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计 ●HV-适用于显微镜(HV)以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 ●THI90手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。

●目前最常用的便携式里氏硬度计HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。时代公司TH系列里氏硬度计”（详细情况请点击《里氏硬度计TH140/TH160/HLN-11A/HS141便携式系列[/url] 》）就有此功能，是传统台式硬度机的有益补充！生产的用里氏（分析。维氏硬度之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。[/url]的代号为H。按硬度试验方法的不同，(Hardness)1、HB - 布氏硬度: 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2(N/mm2)。（关于布式硬度(HB)详细情况请点击《布氏硬度机(计)HB-3000B/TH600》）

硬度测试实验报告doc

硬度测试实验报告篇一：硬度测量实验报告硬度测量实验报告一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法； 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法；二、实验设备洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块三、实验原理 1. 硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有：洛氏硬度计，主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计，应用于黑色、有色金属材料检验，也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2. 洛氏硬度洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。下图

表示了洛氏硬度的测量原理。图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。 2-1：压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为： HR?k-h 0.002 3.布氏硬度布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直

金属材料硬度测试实验

金属材料硬度测试实验集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

实验报告课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人：实验时间：实验地点：x5406报告完成时间：2 姓名：学号：班级：同组实验者：指导教师：一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。二、实验原理金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度（1）布氏硬度试验原理用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为注：布氏硬度值不标出单位布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm的压头球。（2）布氏硬度的特点布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。

布氏压痕与硬度值换算表

布氏压痕与硬度值换算表布氏压痕与硬度值换算表球直径D （mm ）试验力-压头球直径平方比率（0.102F/D2）球直径D （mm ）试验力-压头球直径平方比率（0.102F/D2） 30 10 2.5 30 10 2.5 试验力F （N ）试验力F （N ） 10 5 2.5 29420 7355 1893 9807 2452 2452 10 5 2.5 29420 7355 1893 9807 2452 2452 压痕平均直径d(mm) 布氏硬度（HBW ）压痕平均直径d(mm) 布氏硬度（HBW ） 2.4 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47 2.48 2.492.5 2.51 2.52 2.53 2.54 2.55 2.56 2.57 2.58 2.59 2.6 2.61 2.62 2.632.64 2.65 2.66 2.67 2.68 2.69 1.2 1.205 1.21 1.215 1.22 1.225 1.23 1.235 1.241.245 1.25 1.255 1.26 1.265 1.27 1.275 1.28 1.285 1.29 1.295 1.31.305 1.31 1.315 1.32 1.325 1.33 1.335 1.34 1.345 0.6 0.6025 0.605 0.6075 0.61 0.6125 0.615 0.61750.62 0.6225 0.625 0.6275 0.63 0.6325 0.635 0.6375 0.64 0.6425 0.6450.6475 0.65 0.6525 0.655 0.6575 0.66 0.6625 0.665 0.6675 0.670.6725 653 648 643 637 632 627 622 617 612 607 602 597 592587 583 578 573 569 564 560 555 551 547 543 538 534 530 526 522 518 218 216 214 212 211 209 207 206 204 202 201 199 197196 194 193 191 190 188 187 185 184 182 181 180 178 177 175 174 173 54.5 54 53.6 53.1 52.7 52.2 51.8 51.4 51 50.6 50.149.7 49.3 48.9 48.5 48.2 47.8 47.4 47 46.7 46.3 45.9 45.6 45.2 44.944.5 44.2 43.9 43.5 43.2 2.70 2.71 2.72 2.73 2.74 2.75 2.76 2.77 2.78 2.792.8 2.81 2.82 2.83 2.84 2.85 2.86 2.87 2.88 2.89 2.9 2.91 2.92 2.932.94 2.95 2.96 2.97 2.98 2.99 1.35 1.355 1.36 1.365 1.37 1.375 1.38 1.385 1.391.395 1.4 1.405 1.41 1.415 1.42 1.425 1.43 1.435 1.44 1.445 1.451.455 1.46 1.465 1.47 1.475 1.48 1.485 1.49 1.495 0.675 0.6775 0.68 0.6825 0.685 0.6875 0.69 0.69250.695 0.6975 0.7 0.7025 0.705 0.7075 0.71 0.7125 0.715 0.7175 0.720.7225 0.725 0.7275 0.73 0.7325 0.735 0.7375 0.74 0.7425 0.7450.7475 514 511 507 503 499 495 492 488 485 481 478 474 471467 464 461 457 454 451 448 445 441 438 435 432 429 426 423 420 417 171 170 169 168 166 165 164 163 162 160 159 158 157156 155 154 152 151 150 149 148 147 146 145 144 143 142 141 140 139 42.9 42.5 42.2 41.9 41.6 41.3 41 40.7 40.4 40.139.8 39.5 39.2 38.9 38.7 38.4 38.1 37.8 37.6 37.3 37.1 36.8 36.536.3 36 35.8 35.5 35.3 35 34.8

ASTM E10-10 中文版金属材料布氏硬度的标准试验方法

ASTM E10-10金属材料布氏硬度的标准试验方法本标准按固定的编号E10发布，紧随标记后的数字代表最初实施的年份，在经修订的情况下，代表最新修订本的年份。括号中的数字代表最近一次复审的年份，右上标(ε)表示自上次修订或复审以来所作的编辑上的修改。本标准业经批准供美国国防部的机构使用。 1.范围 1.1本试验方法适用于通过布氏压痕硬度原理测定金属材料布氏硬度。本标准包括布氏硬度试验机的要求和布氏硬度试验执行程序。 1.2本标准包括以下四个附件的附加信息要求：布氏硬度试验设备的检定附录A1 布氏硬度标准化设备附录A2 布氏硬度压头的标定附录A3 布氏硬度试验块的标定附录A4 1.3本标准包括布氏硬度试验相关的非强制性的附件信息：布氏硬度数值表附件X1 确定布氏硬度不确定性程序的举例附录X2 1.4布氏硬度开始提出这个概念之时，力值水平采用千克-力（kgf）作为单位。尽管本标准规定力值采用SI国际体系单位（即牛顿N），但由于历史沿革和方便继续使用kgf单位等原因，本标准还采用kgf单位表示的数值作为参考信息，同时本标准的多数讨论所涉及的力值单位均为kgf单位。 1.5本标准并不涉及与使用本标准有关的所有安全问题，若有任何安全问题。在使用本标准以前，制定适当安全和健康操作规范并确定规定极限值的适用性，是本标准用户的职责。 2.引用文件 2.1ASTM标准 E29试验数据采用有效数字确定符合规范的标准方法 E74对用于验证试验机力值指示的测力仪进行校准的校准方法

E140布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、洛氏表面硬度、努氏硬度和肖氏硬度的材料硬度转换表 E384材料努氏和维氏硬度标准测试方法 2.2美国轴承供应商协会标准 ABMA10-1989金属压球 2.3ISO标准 ISO/IEC17011合格评定认可机构通用要求 ISO/IEC17025校准和试验执行通用要求 3.术语和等式 3.1定义 3.1.1校准—通过与仲裁设备或仲裁标准装置测定的数值相互比较，确定关键参数的数值。 3.1.2检定—进行检查或测试，以确保符合规范要求。 3.1.3标准化—通过检定或校准，使得与已知标准试块一致。 3.1.4布氏硬度试验—采用鉴定试验机施加力值到某一压头（直径为D的硬质合金压球），在规定的条件下，将压头压入材料表面，则该压痕硬度试验称为布氏硬度试验。力值移除之后，测量压痕直径d。 3.1.5布氏硬度数值—正比于与试验力除以凹痕曲面面积的商的数，假定凹痕是球形的，并具有该球的直径。 3.1.6布氏硬度刻度—用于识别用于执行布氏硬度试验的压头直径和施加力值特定组合的某一称号。 3.1.7布氏硬度试验机—普通试验用途用布氏硬度设备。 3.1.8布氏硬度标准化设备—用于布氏硬度试块标准化的布氏硬度设备。标准化设备与常规布氏硬度试验机不同，通常某些参数设置为较紧公差。 3.1.9力值-直径比率—该比率指试验力（单位为kgf）除以压头直径(单位为mm)的比值（见表1）。 3.2等式： 3.2.1布氏硬度数值计算公式如下：

金属材料的硬度试验实验报告

实验五硬度实验一．实验目的 1．了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2．了解布氏硬度实验机的主要结构及操作方法。二．概述硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力，是重要的机械性能之一。它是给初级金属材料软硬程度的数量概念，硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难，硬度实验方法简单，操作方便，出结果快，又无损于零件，因此被广泛应用。测定金属硬度的方法很多，有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。 1．布氏硬度（HB）（1）布氏硬度实验的基本原理布氏硬度实验是以一定直径的钢球施加一定负荷P，压入被测金属表面（如图1所示）保持一定时间，然后卸荷，根据金属表面的压痕面积F求应力值，以此作为硬度值的计量指标，以HB表示，则（5-1）式中：P—负荷（kgf）； D—钢球直径（mm） h—压痕深度（mm）

图5-1 布氏硬度实验原理图由于测量压痕d要比测量压痕深度h容易，将h用d代换，这可由图5-1（b）中的△Oab关系求出：（5-2）将式（5-2）代入式（5-1）即得：（5-3）式（5-3）中，只有d是变数，所以只要测量出压痕直径，就可根据已知的D和P值计算出HB值。在实际测量时，可根据HB、D、P、d的值所列成的表，若D、P已选定，则只需用读数测微尺（将实际压痕直径d放大10倍的测微尺）测量压痕直径d，就可直接查表求得HB值。由于金属材料有硬有软，所测工件有厚有薄，若采用同一种负荷（如 3000kgf）和钢球直径（如10mm）时，则对硬的金属适合，而对软的金属就不合适，会使整个钢球陷入金属中；若对厚的工件适合，而对薄的金属则可能压透，所以规定测量不同材料的布氏硬度值时，要有不同的负荷和钢球直径，为了保持统一的，可以相互进行比较的数值，必须使P和D之间保持某一比值关系，以保证所得到的压痕形状的几何相似关系，其必要条件就是使压入角保持不便。由图5-1（b）可知：

金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法(标准状态：被代替)

金属硬度检测方法

布氏硬度试验方法

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布氏硬度试验方法

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金属的表面处理硬度

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金属材料的硬度试验 实验报告

金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法(标准状态：被代替)

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