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和软钢，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。
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。这一条件最能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的规则有2个。
1.4.1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 ………… （１－４）
图1-2布氏硬度压痕相似原理
这个规则来源于相似律。根据相似律，在图１－２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。
1.4.２规则二，试验后要使压痕直径处于以下范围：
0.24D < d < 0.6D ………… （１－５）
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，当压头直径在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。布氏硬度试验可选择的0.102F/D2值为30、15、10、5、2.5、1共6种。
TH600布氏硬度计
TH600布氏硬度计采用布氏硬度(BRINELL)测量原理，可进行布氏硬度测量，TH600布氏硬度计适用于未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等材料。TH600布氏硬度计具有测试精度高，测量范围宽，试验力自动加载、自动保持计时、自动卸载等特点。TH600布氏硬度计可广泛应用于计量、机械制造、冶金、建材等行业的检测、科研与生产。
本机执行最新国家标准：GB/T231.2-2002《金属布氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验》，以及国际标准ISO6506.2 “Metallic Materials-Brinell Hardness Test-Part2:Verification and Calibration of Testing Machine”、美国标准ASTM E-10 “Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials”。
TH600布氏硬度计主要性能参数
·试验力：1839N(187.5kgf),2452N(250kgf),7355N(750kgf),9807N(1000kgf),29420N(3000kgf)
·压头球直径： 2.5mm，5mm，10mm
·试验力保持时间：6~99秒，可设置
·测定硬度范围：8~650HBW
·垂直方向最大测试空间：230mm
·水平方向压头轴线距前壁：120mm
·供电为单相，交流，220V，50～60Hz，2A
·净重：218kg
·最大外形尺寸：730mm×230mm×890mm
TH600布氏硬度计标准配置：
标准硬度块
20倍读数显微镜
Ф10mm硬质合金球压头
Ф120mm圆形平面样品台
V型样品台
电源线
仪器罩
可选附件：
Ф2.5mm硬质合金球压头 Ф5mm硬质合金球压头
Ф2.5mm硬质合金球 Ф5mm硬质合金球
Ф10mm硬质合金球 Ф60mm样品台
Ф70mm样品台 Ф80mm圆形平面样品台
Ф150mm样品台
其他硬度范围的标准硬度块
标准GB/T231.1—2002中规定的试验条件如表1－1所示。
表1－1布氏硬度试验条件
| 硬度符号 |
球直径D/mm |
试验力－压头球直径平方的比率0.102F/D2 |
试验力F/N |
HBW10/3000
HBW10/1500
HBW10/1000
HBW10/500
HBW10/250
HBW10/100
HBW5/750
HBW5/250
HBW5/125
HBW5/62.5
HBW5/25
HBW2.5/187.5
HBW2.5/62.5
HBW2.5/31.25
HBW2.5/15.625
HBW2.5/6.25
HBW1/30
HBW1/10
HBW1/5
HBW1/2.5
HBW1/1 |
10
10
10
10
10
10
5
5
5
5
5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
1
1
1
1
1 |
30
15
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1
30
10
5
2.5
1 |
29420
14710
9807
4903
2452
980.7
7355
2452
1226
612.9
245.2
1839
612.9
306.5
153.2
61.29
294.2
98.07
49.03
24.52
9.807 | 标准GB/T231.1—2002中规定试验力和压头直径平方之比（0.102F/D2）应按材料的种类和硬度范围来选择，如表1－２所示
表１－２.试验力—压头直径平方之比的选择
| 材料 |
布氏硬度HRW |
试验力-压头球直径平方的比率0.102F/D2 |
| 钢、镍合金、钛合金 |
|
30 |
| 铸铁 |
<140
≥140 |
10
30 |
| 铜及铜合金 |
<35
35~200
>200 |
5
10
30 |
| 轻金属及合金 |
35~80
>80 |
5
10
15
10
15 |
| 铅、锡 |
|
1 | １）对于铸铁的试验，压头球直径一般为2.5ｍｍ，５ｍｍ和１０ｍｍ
标准GB/T231.1—2002中规定，对于钢只有一种选择，就是0.102F/D2=30，对于其他材料，根据其不同的硬度范围，有2~3种0.102F/D2值可供选择。
1.4.3布氏硬度试验条件的选择过程：
1.4.3.1根据材料种类和硬度范围，按表1－2选择0.102F/D2值，一般较硬的材料选择较高的0.102F/D2值，较软的材料选择较低的0.102F/D2值，钢铁材料只选择0.102F/D2＝30一个值。
1.4.3.2根据试样的厚度和大小选择压头直径D和试验力F，对于较厚、较大的试样，应尽量选用?10mm的压头和相应的试验力，因为这样最能体现布氏硬度计的特点。对于较薄、较小的试样，应选用较小的压头和较小的试验力。以保证满足布氏硬度试验关于“试样厚度应大于压痕深度的8倍”的要求。
1.4.3.3完成上述选择之后应进行初步试验，确定压痕直径是否满足0.24D < d < 0.6D。 如果满足这一要求，就可进行正式测试，并查表得到布氏硬度值。如果不满足这一要求，当压痕直径小于0.24D时，说明压痕过小，应重新选择大一些的试验力。当压痕直径大于0.6D时，说明压痕过大，应重新选择小一些的试验力。
1.5布氏硬度与抗拉强度的关系
由于布氏硬度试验能够反映出试样较大范围内的综合性能，因此布氏硬度与材料的其他机械性能关系密切，尤其是与抗拉强度存在近似的换算关系：
σb=K·HB ……………… (1-6)
式中：σb—抗拉强度值，MN/m2；
K—常数，不同材料有不同的数值。
通过测试布氏硬度可以间接得到材料的抗拉强度。这一点在生产实际中具有重大意义。可以通过测量硬度的方法得到近似的强度值，这样既可以提高工作效率，又可以节省材料。
部分金属材料的换算关系如1－３表所示。
| 材料 |
布氏硬度值 |
近似换算关系 |
| 钢 |
125~175
＞175 |
σb≈0.343HB×10MN/m2
σb≈0.363HB×10MN/m2 |
| 铸铝合金 |
|
σb≈0.26HB×10MN/m2 |
| 退火黄铜、青铜 |
|
σb≈0.55HB×10MN/m2 |
| 冷加工后的黄铜、青铜 |
|
σb≈0.40HB×10MN/m2 | | 
