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GB/T 231.1-2018布氏硬度試驗流程及實操要點

嘉峪檢測網(wǎng)        2025-12-25 08:57

試驗流程：
 
檢查設備狀態(tài)及校準狀態(tài)①→確認委托單及規(guī)范要求②→檢查試樣尺寸、表面狀態(tài)及環(huán)境溫度并記錄③→設備參數(shù)確認→試樣檢測→數(shù)據(jù)測量和確認→記錄、存檔。
 
注：①可以在②③之后，無“絕對”的先后之分，主要目的是設備使用前其狀態(tài)得到確認。
 
1 最新版規(guī)范：
 
GBT 231.1—2018金屬材料 布氏硬度試驗 第1部分：試驗方法（ISO 6506-1，MOD）
 
2 被代替規(guī)范：
 
GBT 231.1—2009金屬材料 布氏硬度試驗 第1部分：試驗方法（ISO 6506-1，MOD）
GBT 231.1—2002金屬布氏硬度試驗第1部分：試驗方法（ISO 6506-1，IDT）
 
3 相關(guān)規(guī)范：
 
GB/T 231.2—2022金屬材料 布氏硬度試驗 第2部分：硬度計的檢驗與校準（ISO 6506-2，MOD）
GB/T 231.3—2022金屬材料 布氏硬度試驗 第3部分：標準硬度塊的標定（ISO 6506-3，MOD）
GB/T 231.4—2009金屬材料 布氏硬度試驗 第4部分：硬度值表（ISO 6506-4，IDT）
GB/T 24523—2020金屬材料 快速壓入（布氏型）硬度試驗方法
JJG 147—2017標準金屬布氏硬度塊檢定規(guī)程
JJG 150—2005金屬布氏硬度計檢定規(guī)程
HB 5168—1996金屬布氏硬度試驗方法
ISO 6506-1：2014Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1 Test method
ASTM E10-23金屬材料布氏硬度試驗方法
ASTM A370-24鋼產(chǎn)品機械性能試驗的標準試驗方法和定義
ASTM E140-12B(2019)e1Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, Scleroscope Hardness, and Leeb Hardness
 
4 規(guī)范理解要點
 
4.1 常測的力學指標名稱、符號及單位
 
GB/T 231.1：球直徑D（mm），試驗力F（N），壓痕平均直徑d（mm），在兩相垂直方向測量的壓痕直徑d1、d2（mm），壓痕深度h（(D-(D2-d2)1/2)/2, mm），布氏硬度HBW（0.102×2F/(πD(D-(D2-d2)1/2))），試驗力-球直徑平方的比率0.102×F/D2（N/mm2）
600HBW1/30/20——布氏硬度600HBW，球直徑1mm，施加的試驗力對應的kgf值（30 kgf=294.2N），試驗力保持時間（20s）
 
4.2 測試關(guān)注重點
 
GB/T 231.1：
 
5 試驗設備
 
5.2 壓頭
 
碳化鎢合金壓頭。
 
6 試樣
 
6.1 試樣表面應平坦光滑，且不應有氧化皮及外界污物，尤其不應有油脂。試樣表面應能保證壓痕直徑的精確測量。
 
注：對于使用較小壓頭，有可能需要拋光或磨平試樣表面。
 
6.2 制備試樣時，應使過熱或冷加工等因素對試樣表面的影響減至最小。
 
6.3 試樣厚度至少應為壓痕深度的8倍。試驗后，試樣背部如出現(xiàn)可見變形，則表明試樣太薄。
 
表A.1 試樣的最小厚度 單位為毫米
 

壓痕的平均直徑d

試樣的最小厚度

D=5

D=10

1.2

0.58

 

1.3

0.69

 

1.4

0.80

 

1.5

0.92

 

1.6

1.05

 

1.7

1.19

 

1.8

1.34

 

1.9

1.50

 

2.0

1.67

 

2.2

2.04

 

2.4

2.45

1.17

2.6

2.92

1.38

2.8

3.43

1.60

3.0

4.00

1.84

3.2

 

2.10
 
注：以上數(shù)據(jù)僅摘抄小部分，需要更多請閱讀標準原文。
 
7 試驗程序
 
7.1 試驗一般在10℃~35℃室溫下進行，對于溫度要求嚴格的試驗，溫度為23℃士5℃。
 
7.2 試驗前應核查硬度計的狀態(tài)。
硬度計的日常檢查：
B.1 使用者應在當天使用硬度計之前，對其使用的硬度標尺和范圍進行檢查。
B.2 日常檢查應在標定合格的標準硬度塊上至少打一個壓痕。如果測量的硬度(平均)值與標準硬度塊標準值的差值在允許誤差之內(nèi)，則硬度計被認為是滿意的。如果超出，應檢查壓頭、試臺和硬度計的狀態(tài)是否良好后再重復試驗。如果硬度計仍舊超差應進行校準。
注：所測數(shù)據(jù)建議保存一段時間，以便監(jiān)控硬度計的再現(xiàn)性和測量設備的穩(wěn)定性。
 
7.3 本部分規(guī)定的試驗力見表2。如果有特殊協(xié)議，也可采用其他試驗力和力與球直徑平方的比率。
 
表2 不同條件下的試驗力（本文僅列舉常用）
 

硬度符號

硬度合金球直徑

D

mm

試驗力-球直徑平方的比率

0.102×F/D2

N/mm2

試驗力的標稱值

F

N

HBW 10/3000

10

30

29 420

HBW 10/1000

10

10

9 807

HBW 5/750

5

30

7 355

HBW 5/250

5

10

2 452

HBW 2.5/187.5

2.5

30

1 839

HBW 2.5/62.5

2.5

10

612.9

 

7.4 試驗力的選擇應保證壓痕直徑在0.24D~0.6D之間。如果壓痕直徑超出了上述區(qū)間，應在試驗報告中注明壓痕直徑與壓頭直徑的比值d/D。試驗力-壓頭球直徑平方的比率(0.102F/D比值)應根據(jù)材料和硬度值選擇，見表3。為了保證在盡可能大的有代表性的試樣區(qū)域試驗，應盡可能地選取大直徑壓頭。
 
表3 不同材料推薦的試驗力與壓頭球直徑平方的比率
 

材料

布氏硬度

HBW

試驗力-球直徑平方的比率

0.102×F/D2

N/mm2

鋼、鎳基合金、鈦合金

 

30

鑄鐵

<140

10

≥140

30

銅和銅合金

<35

5

35～200

10

>200

30

輕金屬及其合金

（鋁合金）

<35

2.5

35～80

5

10

15

>80

10

15

 

注：僅列舉部分，更多輕閱讀標準原文。
 
7.5 試樣應放置在剛性試臺上。試樣背面和試臺之間應無污物（氧化皮、油、灰塵等）。將試樣穩(wěn)固地放置在試臺上，確保在試驗過程中不發(fā)生位移。
 
7.6使壓頭與試樣表面接觸，垂直于試驗面施加試驗力，直至達到規(guī)定試驗力值，確保加載過程中無沖擊、振動和過載。從加力開始至全部試驗力施加完畢的時間應在7+1/-5s之間。試驗力保持時間為14+1/-4s。對于要求試驗力保持時間較長的材料，試驗力保持時間公差為±2s。
注：加力時間和保持時間以非對稱極限的形式給出。例如7+1/-5s指出了7s是通常的保持時間，可以接受的時間范圍是不小于2s(7s-5s)，不大于8s(7s+1s)。
注：加載過程中無沖擊即雙手旋轉(zhuǎn)加力轉(zhuǎn)盤均勻、平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)。
 
7.7 在整個試驗期間，硬度計不應受到影響試驗結(jié)果的沖擊和振動。
 
7.8 任一壓痕中心距試樣邊緣距離至少應為壓痕平均直徑的2.5倍；兩相鄰壓痕中心間距離至少應為壓痕平均直徑的3倍。
 
7.9 壓痕直徑的光學測量既可采用手動也可采用自動測量系統(tǒng)。光學測量裝置的視場應均勻照明，照明條件應與硬度計直接校準、間接校準和日常檢查一致。兩種測量方法如下：
a) 對于手動測量系統(tǒng)，測量每個壓痕相互垂直方向的兩個直徑。用兩個讀數(shù)的平均值計算布氏硬度。對于表面研磨的試樣，建議在與磨痕方向夾角大約45°方向測量壓痕直徑；
注：注意對于各向異性材料，例如經(jīng)過深度冷加工的材料，壓痕垂直方向的兩個直徑可能會有明顯差異。相關(guān)的產(chǎn)品標準可能會給出允許的差異極限值。
b) 對于自動測量系統(tǒng)，允許按照其他經(jīng)過驗證的算法計算平均直徑。這些算法包括:：多次測量的平均值；測量壓痕投影面積。
7.10 利用公式計算平面試樣的布氏硬度值，將試驗結(jié)果修約到3位有效數(shù)字。布氏硬度值也可通過GB/T 231.4給出的硬度值表直接查得。
 
9 試驗報告
 
除非另有規(guī)定，試驗報告應至少包括以下內(nèi)容：
……
g) 當轉(zhuǎn)換成另一硬度標尺的硬度值時，轉(zhuǎn)換標準應注明；
注：沒有普遍適用的精確方法將布氏硬度值換算成其他硬度或抗拉強度。
 
GB/T 231.1-2018布氏硬度試驗流程及實操要點
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來源：銅銀技術(shù)

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