镍基合金布氏硬度测试：含义、程序、公式、标准

材料的硬度是其抵抗局部永久变形、渗透、划痕或压痕的能力。因此，它是工程中的一个重要参数。硬度测试提供了一种量化材料硬度的方法，它是许多质量控制程序和研发工作的关键元素。有几种方法可用于硬度测试。然而，布氏、洛氏、维氏、努氏、莫氏、巩膜和锉刀测试是使用最广泛的硬度测试。在本文中，我们将了解布氏硬度测试、其程序、相关公式和标准。

什么是布氏硬度测试？

布氏硬度测试方法是业内最常用的硬度测量技术。在布氏硬度测试中，金属的硬度是通过测量压头产生的永久压痕尺寸来确定的。较硬的材料会产生较浅的压痕，而较软的材料会产生较深的压痕。这种测试方法由瑞典工程师约翰·奥古斯特·布内尔 （Johan August Brinell） 于 1900 年首次提出，根据他的名字，该测试被称为布氏硬度测试。该测试也作为 Hb 硬度测试或 BHN 硬度测试而广受欢迎。

ASTM E10 将布氏硬度测试定义为在经过验证的机器中通过将碳化钨压头压入测试材料表面来进行的压痕硬度测试。

布氏硬度测试程序

布氏硬度测试在布氏硬度测试装置中进行。在该测试方法中，将预定的力 （F） 施加到固定直径 （D） 的碳化钨球上，保持预定的时间，然后移除。球形压头在测试金属件上产生压痕（永久变形）。该压痕在两个或多个直径上测量，然后取平均值得到压痕直径 （d）。使用此压痕尺寸 （d） 布氏硬度值 （BHN） 使用图表找到或使用布氏硬度测试公式计算。用于布氏硬度测试的设备是：

布氏硬度计

Indenter Sphere 和

布氏显微镜测量产生的印模。

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布氏硬度试验机：

布氏硬度计（图 1）由一个加载系统组成，该系统包括离开器、砝码、液压缓冲罐和封闭在机器主体中的柱塞。测试材料保持在可调节的砧座上。使用杠杆，球形球形压头以预先确定的力下降到材料上，该力可以在屏幕上读取。

图 1：布氏硬度计

对于较软的金属，使用的力小于较硬的金属。力值从 1 kgf 到 3000 kgf 不等。常见的试验力范围从通常用于有色金属材料的 500 kgf 到用于钢和铸铁的 3000 kgf。

用于布氏硬度测试的压头有四种尺寸。它们的尺寸为 1 mm、2.5 mm、5 mm 和 10 mm。

布氏硬度测试公式

测量到平均压痕直径后，可以使用以下布氏硬度测试公式计算布氏硬度值（BHN 或 HBW）：

图 2： 布氏硬度测试方程

请注意，术语 HBW 代表硬度 Brinell Wolfram 碳化物。 Wolfram 碳化物（= 碳化钨）强调使用碳化钨球，而不是以前使用的（较软的）钢球 （HBS）。

图 3： 布氏硬度测试

最小试样厚度至少是 ASTM 标准压痕深度的 10 倍，同样是 ISO 标准压痕深度的至少 8 倍。

布氏硬度单位

BHN 或 HB 值大多仅使用数字进行报告。因此，布氏硬度值似乎没有单位。但事实并非如此。布氏硬度的单位是 kgf/mm2.从上述 HBW 公式中可以清楚地看出这一点。分子中的力项 （F） 的单位为 kgf，直径项 （D） 的单位为 mm。在 SI 单位制中，硬度的单位是 N/m2

指定布氏硬度值

在指定布氏硬度值（BHN 或 HB）时，必须指定用于获得该数值的测试条件。用于指定的标准格式为 “HBW 10/3000”。“HBW”是指用作压头的碳化钨球，而“HBS”是指硬化钢球。“10” 是球的直径，以毫米为单位。“3000” 是以千克为单位的力。

有时，布氏硬度也被指定为“XXX HB YYD2”，其中

XXX 是施加的力（以 kgf 为单位）

YY 指定材料类型（铝合金 5，铜合金 10，钢 30）。

因此，典型钢的布氏硬度可以写成：250 HB 30D2。下图来自维基百科，提供了一些常见材料的典型布氏硬度值。

图 4： 典型的布氏硬度值

布氏硬度测试的要求

测试前，必须彻底清洁样品。如果测试表面经过加工、研磨和抛光以获得更好的压痕测量，则最好选择。

需要根据要求选择合适的压头（钢球或硬质合金球）。

需要事先确定适用的力。

试样上的载荷应保持精确的时间。

压痕的位置必须与试样边缘和各个压痕之间保持足够的间隙。

高温耐磨耐蚀合金(CoCrW,钴铬钨;stellite6/6B/6K等)

1,钴铬钨系列,CoCrW,stellite6,6B,6K等侧重高温耐磨的钴合金;

2,钴铬钼系列,CoCrMo,stellite21等侧重于高温耐腐蚀的钴合金.

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高温耐腐蚀合金(哈氏C276，哈氏B等)

1,哈氏合金 如:Hastelloy C276,C22,C4,C2000;Hastelloy B-2,B-3;

2,蒙乃尔合金 如:Monel 400,K500; Ni200(N6),Ni201(N4);

3,镍铬系列合金 如:Alloy20,Incoloy 800,Alloy20Cb等,

高温耐热合金(最高耐热温度可至1300℃的Haynes 747等)

1,高温耐热抗氧化合金:最高使用温度可至1300℃的Haynes 747等侧重于抗氧化的耐热合金;

2,高温耐热高强度合金:Alloy20;Alloy20;Inconel 718等侧重于高温高强度的耐热合金.

一、上海商虎锻压与精密铸造高温合金

★ 高温耐磨耐蚀合金(CoCrW,钴铬钨,stellite6/6B/6K;CoCrMo等)

★ 高温耐腐蚀合金(Hastelloy,Monel,哈氏C276,哈氏B3等)

★ 高温耐热合金(Haynes,Inconel,Incoloy,Haynes 747等)

二、上海商虎锻压与精密铸造钴合金

★ 系列钴合金锻件与精密铸件

★ HAYNES 25(L605)超细丝（0.08-0.10mm）

★ 高硬度耐蚀钴合金W-21（HRC58）

★ 饰品用钴铬合金RD 210

三 上海商虎高品质高温合金材料

☆ 材料成分,生产工艺执行高标准

执行标准ASTM B462-2002;ASTM B574-06;AMS 5894B

GB/T-14992-2005;GB/T-15007-2008

☆ 真空冶金,钢水纯净化技术

严格控制S,P等杂质含量与O,N等气体含量;

☆ 锻造,铸造,热处理等工艺优化

最大限度挖掘材料的潜力,使产品强韧均衡,综合性能卓越;

☆ 产品质量质量第三方权威检测

国家钢铁材料测试中心/国家钢铁质量监督检验中心权威检测,保证质量;

☆ 半成品,中间产品,常见规格库存

缩短生产周期,二周内实现交货或分批交货.

四 上海商虎品质至上

研发、推广高温,耐磨,耐腐蚀等复杂苛刻环境中使用的系列高温合金,提供锻棒,锻件,热轧棒板,焊丝,精密铸件,母合金,电极棒等;