不锈钢板等金属的布氏与维氏硬度测试方法与测试中的错误（上）

布氏测试是由瑞典研究人员在20世纪初设计的。如图1（a）所示，测试包括使用标准载荷将硬化的钢球压头压入样品表面。选择直径/载荷比以提供可接受直径的印象。球的直径可以是10,5或1mm，负载可以是3000,750或30kgf，负载P与直径D相关，由关系P / D 2这个比例已经被标准化为不同的金属，以便测试结果是准确和可重复的。对于钢的比例是30：1 - 例如一个10mm的球可以使用3000kgf的负载或1mm的球30kgf的负载。铝合金的比例是5：1。施加负载一段固定的时间，通常是30秒。当压头缩回时，用显微镜测量两个直径的压痕d 1和d 2，并用校准的刻度，然后取平均值，如图1（b）所示。

图1 布氏硬度测试

布氏硬度值（BHN）通过将负载除以印模的表面积而得到。可以进行一些繁琐的计算来确定硬度值，但是参考一组可以直接读取布氏硬度值的标准表格是比较常见和简单的。

布氏硬度测试通常用于大块金属硬度测量 - 印象比维氏硬度测试更大，因为它平均了任何局部不均匀性，受表面粗糙度影响较小。但是，由于球直径较大，所以不能使用该测试来确定优选维氏试验的焊接接头的硬度变化。非常硬的金属，超过450BHN也可能导致球变形，导致不准确的读数。为了克服这个限制，使用硬质合金球代替硬化钢球，但是这种压头也具有600BHN的硬度极限。

维氏硬度测试

维氏硬度测试的操作原理与布氏测试相似，主要区别在于使用方形金字塔形钻石压痕而不是硬化钢球。此外，不像布氏（Brinell）测试，印象深度不影响读数的准确性，因此P / D 2比率并不重要。钻石在高负载下不会变形，因此在非常坚硬的材料上的结果更可靠。负载范围从1到120kgf，并且应用10到15秒。

维氏硬度试验的基本操作原理如图2所示，可以看出，一个简单的加重杠杆施加在压头上的载荷。在较老的机器中，充油仪表盘被用作定时机构 - 在更现代化的设备中，这是通过电子方式完成的。

图2 维氏硬度机操作原理图

如图3（b）所示，测量两个对角线，d 1和d 2，将其平均，并计算表面积，然后将其分成所施加的载荷。与布氏测试一样，通过参考一组表格来将对角线测量值转换成硬度值。的硬度可以被报告为维氏硬度数（VHN），钻石金字塔号（DPN），或最常见的，HV XX其中“xx”代表在试验期间所用的负载。

如图3所示 维氏硬度测试

如前所述，维氏压痕比布氏压痕小，因此可以测试的面积要小得多，因此可以在焊接接头上进行测量，包括单个运行和热影响区域。小的印象也意味着表面必须是平坦的，垂直于压痕，并应该有一个好于300粒度的光洁度。