布氏硬度(Brinell Hardness,简称HB)是由瑞典工程师约翰·奥古斯特·布氏(Johann August Brinell)于1900年发明的硬度测试方法。
使用一定直径的硬化钢球压头,在规定的试验力作用下压入工件表面,保持一定时间后卸载,测量压痕表面面积,以试验力除以压痕表面积得出的值即为布氏硬度值。
布氏硬度值以HB表示,格式为"HB + 数值"。例如:HB 180表示布氏硬度值为180。当使用不同压头或试验力时,需注明试验条件,如HBW 10/3000。
主要用于测定铸铁、钢材、有色金属及软合金等材料的硬度。特别适用于测定退火态、正火态及调质态钢铁材料、铸件和锻件的硬度。
掌握布氏硬度的计算原理,助您准确快速地进行硬度检测与计算
布氏硬度值计算公式:
HB = F / S
或
HB = (2F) / (πD × (D - √(D²-d²)))
试验力(N)
常用试验力:29420N(3000kgf)、7355N(750kgf)、1839N(187.5kgf)等
压头直径(mm)
常用压头直径:10mm、5mm、2.5mm、1mm
压痕直径(mm)
测量压痕两垂直方向的直径,取平均值
压痕表面积(mm²)
S = πDh,其中 h 为压痕深度
| 压头直径D(mm) | 试验力F(N) | 硬度符号 |
|---|---|---|
| 10 | 29420 | HBW 10/3000 |
| 10 | 14710 | HBW 10/1500 |
| 10 | 7355 | HBW 10/750 |
| 5 | 7355 | HBW 5/750 |
| 5 | 1839 | HBW 5/187.5 |
| 2.5 | 1839 | HBW 2.5/187.5 |
| 2.5 | 612.9 | HBW 2.5/62.5 |
| 1 | 294.2 | HBW 1/30 |
提示:试验力与压头直径的比值F/D²应保持恒定,通常为30、15、5、2.5、1、0.5等。
输入试验参数,快速计算布氏硬度值
常用:29420N (3000kgf)、14710N (1500kgf)、7355N (750kgf)
测量压痕两垂直方向的直径,取平均值
布氏硬度值
布氏硬度公式:
HB = 2F / (πD × (D - √(D²-d²)))
压痕深度公式:
h = (D - √(D²-d²)) / 2
注意事项:压痕直径d应在0.24D~0.6D范围内,超出此范围结果可能不准确。建议d/D比值控制在0.3~0.5之间。
按照以下步骤操作,确保获得准确可靠的硬度测试结果
将待测样品表面清理干净,确保无油污、氧化皮、锈蚀等。如需镶嵌样品,应选用合适的镶嵌材料。
根据材料类型和硬度范围,选择合适的压头直径和试验力组合。
钢、铁类材料
HBW 10/3000
铜及铜合金
HBW 10/1000 或 HBW 5/750
铝及铝合金
HBW 10/500 或 HBW 5/250
薄板材料
HBW 2.5/187.5
将选定的压头安装到布氏硬度计上,按照设备说明书进行预热和调零操作。
将样品放置在测试台上,调整位置使压头对准测试点,然后缓慢施加试验力。
卸载试验力后,使用专用显微镜或硬度计自带测量装置测量压痕直径。
根据测量得到的压痕直径,使用公式计算布氏硬度值,或直接查表获取。
计算示例:
已知:D=10mm,F=29420N,d=4.25mm
HB = (2×29420) / (π×10×(10-√(10²-4.25²)))
HB = 58840 / (31.4×(10-9.02))
HB = 58840 / 62.0 ≈ 183 HB
以下数据供您参考,实际硬度值可能因材料成分、热处理状态等因素而有所不同
| 材料名称 | 硬度范围 (HB) |
|---|---|
| 纯铁 | 45 - 80 |
| 低碳钢(退火) | 80 - 150 |
| 中碳钢(正火) | 150 - 200 |
| 高碳钢(淬火+回火) | 550 - 700 |
| 灰铸铁 | 100 - 300 |
| 球墨铸铁 | 130 - 350 |
| 不锈钢(奥氏体) | 130 - 200 |
| 工具钢(淬火) | 600 - 750 |
| 材料名称 | 硬度范围 (HB) |
|---|---|
| 纯铝 | 15 - 25 |
| 铝合金(铸态) | 40 - 100 |
| 铝合金(加工态) | 60 - 150 |
| 纯铜(退火) | 40 - 50 |
| 黄铜(冷加工) | 80 - 150 |
| 青铜 | 60 - 200 |
| 纯锌 | 25 - 40 |
| 镁合金 | 40 - 90 |
通过视频更直观地学习布氏硬度计的操作方法与注意事项
详细介绍布氏硬度计的基本结构、操作流程和日常维护要点。
如何正确使用读数显微镜测量压痕直径,减少测量误差。
针对钢材、铝合金、铜合金等不同材料如何选择合适的测试参数。
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