《金属材料·布氏硬度试验(第4部分):硬度值表(GB/T 231.4-2009/ISO 6506-4:2005)》由中国标准出版社出版。

布氏硬度试验原理

布氏硬度HB的计算式为 ：

式中 d——压痕直径，mm；h——压痕深度，mm。

只要测出压痕直径，即可通过计算或查表求出 HB值。

试验时根据材料的性质和形状选用不同的载荷和钢球直径。布氏硬度的试验方法和技术要求可参见GB231—63。

布氏硬度试验的优点是代表性强，数据重复性好，与强度之间存在一定的换算关系。缺点是不能测试较硬的材料；压痕较大，不适于成品检验。通常用来检验铸铁、有色金属、低合金钢等原材料和调质件的硬度。

布氏硬度试验条件

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 1、2、2.5、5和10毫米五种。

试验载荷可从9.807N （1kgf）~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。

布氏硬度优缺点

钢球直径较大，在金属材料表面上留下的压痕也较大，故测得的硬度值比较准确。 布氏硬度值和抗拉强度之间有一定的关系，因此可按布氏硬度值近似确定金属材料的抗拉强度。

如被试金属硬度过高，将影响硬度值的准确性，所以布氏硬度试验一般适于测定布氏硬度值小于650的金属材料。

布氏硬度压痕较大，故不宜测定成品及薄片材料。

布氏硬度注意事项

HBS和HBW都是布氏硬度符号，但是有区别，而且HBS已经停止使用。在2003年6月1日以前，我国执行的是国家标准GB/T231-1984，布氏硬度试验用钢球压头进行试验的用HBS表示，用硬质合金球头试验的用HBW表示。同样的试块，当其它试验条件完全相同的情况下，两种试验结果不同，HBW值往往大于HBS值，而且并无定量的规律所循。

从2003年6月1日开始，原国标GB/T231-1984废止，我国等效执行国际标准ISO6506，制定了新的国家标准：GB/T231.1-2002，文中明确取消了钢球压头，全部采用硬质合金球头。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符号。

2018年5月14日起，有关布氏硬度实验标准已更新为“GB∕T 231.1-2018 金属材料 布氏硬度试验 第1部分: 试验方法”版本，GB/T 231.1-2009已废止。

布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材，不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。

国家标准（GB231-84）规定布氏硬度试验时，常用的0.102F/D的比例为30、10、2.5三种，根据金属材料的种类、试样硬度范围和厚度的不同，按下表（布氏硬度试验规范）选择试验压头（钢头）的直径D、试验力F及保持时间。

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） 。

中文名

布氏硬度

外文名

HBS

公式

F（载荷）/A凹

硬度

金属抵抗硬的物体压陷表面能力

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。

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：120HBS10/1000/30：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（HR） 　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足，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)； 　F--试验力，N； 　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)。

维氏硬度法可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点，而克服了它们的基本缺点，但不如洛氏法简便。维氏法在钢管标准中很少用。 　HB是用一定的力将一定直径（2.5、5、10）的钢球压向被测材料的表面，然后测量被测材料表面钢球压痕的直径以判断材料的硬度。 　材料的原始状态和钢材的退火、正火或调质常用HB。 　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。 　HRA和HV用来测量材料经表面热处理，如氮化、渗碳以后的表面硬度，HRC常用于测量淬火后硬度。　2、哈佛大学商学院（Harvard Business School ）的缩写2100433B