布氏硬度实验为何采用测量压痕直径的方法确定其硬度值

1. 布氏硬度测试原理

布氏硬度试验是用一定直径的钢球或硬质合金球作压头,以相应的试验载荷压入试样的表面,经规定保持时间后,卸除试验载荷,测量试样表面的压痕直径.如图所示.

布氏硬度值是试验载荷F除以压痕球形表面积所得的商.

当F、D一定时,布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关.d越小,布氏硬度值越大,材料硬度越高；反之,则说明材料较软.在实际应用中,布氏硬度一般不用计算,只需根据测出的压痕平均直径d查表即可得到硬度值.

2. 布氏硬度的表示方法

布氏硬度用符号HB表示.使用淬火钢球压头时用HBS表示,适合于测定布氏硬度值在450以下的材料；使用硬质合金压头时,用HBW表示,适合于测定布氏硬度值在450以上的材料,最高可测650HBW.

其表示方法为：在符号HBS或HBW之前为硬度值（不标注单位）,符号后面按以下顺序用数值表示试验条件.例如,120HBS10/1000/30表示用直径10mm的淬火钢球压头在9.8KN（1000Kgf）的试验载荷作用下,保持30s所测得的布氏硬度值为120；

500HBW5/750表示用直径5mm的硬质合金球压头在7.35KN（750Kgf）试验载荷作用下保持10～15s（不标注）测得的布氏硬度值为500.

在布氏硬度试验时,应根据被测金属材料的种类和试件厚度,按一定的试验规范正确地选择压头直径D,试验载荷F和保持时间t,见书P9表1-2.

3.布氏硬度的特点及应用

布氏硬度试验压痕面积较大,受测量不均匀度影响较小,故测量结果较准确,适合于测量组织粗大且不均匀的金属材料的硬度.如铸铁、铸钢、非铁金属及其合金,各种退火、正火或调质的钢材等.另外,由于布氏硬度与σb之间存在一定的经验关系,因此得到了广泛的应用.但布氏硬度试验测试费时,压痕较大,不宜用来测成品,特别是有较高精度要求配合面的零件及小件、薄件,也不能用来测太硬的材料.