2024年12月31日，江苏正辉实验室开展相关技术培训，旨在通过不断的优化学习，为客户提供更优质的服务。本次培训由技术人员陈雪丽进行讲解，学习布氏硬度测试。学习内容为布氏硬度测试的原理，适用范围；实验室所使用硬度计的介绍；测试过程中的介绍；测试对实验环境以及对样品的要求。

一·布氏硬度测试的原理与适用范围

布氏硬度测试是基于将一定直径的硬质球体（通常是淬火钢球或硬质合金球），在一定的试验力作用下压入被测材料的表面。试验力保持一段规定的时间后，卸除试验力，此时材料表面会留下一个压痕。通过测量压痕的直径，利用相应的计算公式来确定材料的布氏硬度值。其计算公式为（使用淬火钢球压头）：

，其中是布氏硬度值，是试验力（单位为牛顿，），是压头球体的直径（单位为毫米，），是压痕的平均直径（单位为毫米，）。当使用硬质合金球压头时，计算公式相同，但硬度值符号通常表示为。

主要用于测试硬度相对较低的金属材料，如各种退火状态或正火状态的钢材、铸铁、有色金属（如铜合金、铝合金）等。在机械制造中，用于检测原材料的硬度是否符合加工要求，如锻造后的金属坯料；在冶金行业，用于检测有色金属铸件的硬度；在质量控制和材料研究等领域，也是常用的硬度测试方法。

二·布氏硬度计的介绍

    1.结构组成

  加荷机构：主要作用是产生并施加试验力，包括砝码、杠杆、主轴等部件，确保试验力的大小准确、稳定且均匀地施加在压头上。

  压头部分：通常有直径为 2.5mm、5mm、10mm 等不同规格的钢球或硬质合金球压头，可根据材料和测试要求选择。

  测量系统：用于测量压痕直径，一般配备高精度的读数显微镜或自动测量装置，以精确测量压痕的大小。

  机体部分：包括机架、工作台、升降丝杆等，为整个硬度计提供稳定的支撑和操作平台，保证测试过程的平稳进行。

三·布氏硬度测试过程中的介绍

1.测试过程

准备试样：确保试样表面平整、无油污和氧化层。

   选择试验力和压头直径：根据材料的硬度和厚度选择合适的试验力和压头直径。

   安装压头和试样：将选定的压头安装在硬度计的压头座上，把试样放在工作台上并固定好，使试样表面与压头垂直。

   进行压痕测试：启动硬度计，使压头以一定的速度压入试样表面，保持规定的试验力保持时间后卸除试验力。

测量压痕直径：使用显微镜或自动测量装置测量压痕的直径，通常需要测量两个相互垂直方向的直径，取平均值

计算硬度值：根据测量的压痕直径和试验力等参数，代入相应的公式计算出材料的布氏硬度值。

四·布氏硬度测试对于环境的要求

   1.测试环境要求

    （1） 温度和湿度

     理想的测试环境温度一般在 10 - 35℃之间。温度过高或过低都可能影响硬度计的精度以及材料的性能。例如，在高温环境下，硬度计的机械部件可能会因热膨胀而改变试验力的大小，从而影响测试结果。同时，材料本身的硬度也可能随温度变化而改变。相对湿度通常要求在 40% - 80% 之间。高湿度环境可能导致金属样品表面生锈或者仪器部件受潮，影响测试的准确性和仪器的使用寿命；低湿度环境则可能产生静电，对电子元件较多的现代硬度计产生干扰。

 （2）环境清洁度




   测试场所应保持清洁，避免灰尘、油污等污染物。灰尘可能会进入硬度计的机械结构中，影响其正常运转，如导致加荷机构出现卡顿，影响试验力的准确施加。油污若沾染到样品表面或者硬度计的压头、工作台等部位，会干扰压痕的形成，使测量结果出现偏差。

五·布氏硬度测试对于样品的介绍

   样品的大小应能保证在测试时能够稳定地放置在硬度计的工作台上。对于小型样品，可能需要使用特殊的夹具来固定，以防止在测试过程中移动。

   样品的测试表面必须平整光滑。如果表面粗糙，会导致压头与样品表面接触不均匀，使压痕的形状不规则，影响硬度值的计算。通常需要对表面进行研磨、抛光等预处理，以获得平整的测试表面。表面应无油污、氧化层、腐蚀产物等污染物。这些物质会改变压头与样品之间的接触性质，使测试结果不准确。例如，油污可能会起到润滑作用，减小压头压入时的阻力，从而使测得的硬度值偏低。

   样品的材料组成和组织结构应尽量均匀。对于不均匀的材料，如复合材料或者经过特殊热处理导致组织不均匀的金属材料，布氏硬度测试结果可能会受到材料内部不同相或者不同区域硬度差异的影响。建议在测试前尽量保证材料的均匀性，或者在测试报告中注明材料的不均匀情况。

     六·结语

   本次关于韦氏硬度测试的培训圆满结束，全体参与人员在培训过程中记录数据资料，研究查看实验设备，相互交流讨论，这些都表现出江苏正辉员工的学习态度积极向上。本次培训主讲人陈雪丽掌握扎实的理论和实验知识，表现出技术人员应有的风采。江苏正辉正是有这样优秀的技术和设备，才会在第三方检测中脱颖而出。