布氏硬度检测

布氏硬度检测是一种常用的材料硬度检测方法，以下是其相关内容：

基本原理

用一定大小的载荷F把直径为D的硬质合金球压入被测金属材料表面，保持一段时间后卸除载荷。测量试样表面上所压印痕直径d，根据d可以计算出压痕凹印面积A。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商，记作HBW，计算公式为HBW=2F/πD(D-√(D^2-d^2))。

检测设备

主要设备是布氏硬度计，由加载系统、压头装置、测量系统等组成。加载系统用于施加精确的载荷，压头装置安装有规定直径的硬质合金球压头，测量系统一般是光学测量装置，用于测量压痕直径。

操作流程

1. 样品准备：将被测样品的测试表面加工平整、光滑，去除油污、氧化皮等杂质，表面粗糙度一般不大于Ra1.6μm。样品的厚度应不小于压痕深度的8倍，两相邻压痕中心距离至少为压痕平均直径的3倍，压痕中心距试样边缘距离至少为压痕平均直径的2.5倍。

2. 选择试验条件：根据被试金属材料的种类、硬度值的范围及厚度，选择合适的压头球体直径D、试验载荷F及载荷保持时间t。常用的压头直径有1mm、2mm、2.5mm、5mm和10mm五种，试验载荷可从9.807N（1kgf）～29.42kN（3000kgf）范围内选择。一般黑色金属为10s-15s；有色金属为30s；布氏硬度值小于35时为60s。

3. 安装压头与加载：将选定的硬质合金球压头正确安装在硬度计上，调整硬度计使压头与样品表面垂直，然后缓慢施加选定的试验载荷，达到规定的载荷后保持规定的时间。

4. 测量压痕直径：卸载载荷后，使用硬度计的光学测量系统测量压痕相互垂直方向上的直径，取其平均值作为压痕直径d。

5. 计算硬度值：根据测量得到的压痕直径d，代入布氏硬度计算公式HBW=2F/ πD(D-√(D^2-d^2))，计算出材料的布氏硬度值。也可通过查布氏硬度表，根据压痕直径和试验条件直接得到布氏硬度值。

应用范围

金属材料：广泛应用于铸铁、有色金属及其合金，各种退火、调质处理后的钢材等。对于较软的金属，如纯铝、铜、铅、锡、锌等及其合金，测定出的硬度很准确。

其他材料：在一些情况下，也可用于测量硬度相对较低的非金属材料，如部分塑料等，帮助评估材料的性能。

相关标准

相关标准有GB/T 231.1-2002《金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法》、ISO 6506-1:1999《金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法》等。