适用范围

该标准适用于测定布氏硬度值范围为 8 - 650HBW 的金属材料。无论是钢铁、有色金属及其合金，还是各类经过热处理或加工的金属制品，只要其硬度在此范围内，均可依据此标准进行布氏硬度试验，以评估材料的硬度特性，为实际应用提供重要参考。

试验原理

布氏硬度试验基于压痕法原理。将规定直径的硬质合金球或钢球压头，以规定的试验力压入试样表面，保持一定时间后卸除试验力。此时，在试样表面会留下一个圆形压痕。布氏硬度值由试验力除以压痕球形表面积所得的商来确定，计算公式为：HBW=0.102×πD(D−D2−d2)2F，其中F为试验力，D为压头直径，d为压痕平均直径。通过测量压痕尺寸，可计算出布氏硬度值，该值反映了材料抵抗塑性变形的能力。

试验设备

硬度计：布氏硬度计需具备良好的稳定性和精度，能准确施加试验力并测量压痕尺寸。其结构设计应保证试验过程中压头与试样垂直，且试验力的波动在规定范围内。硬度计的测量系统要能够精确测量压痕直径，分辨率满足试验要求。同时，硬度计需定期进行校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。

压头：压头分为硬质合金球和钢球两种类型。硬质合金球适用于所有材料的试验，钢球一般仅用于布氏硬度值小于 450HBW 的材料。压头的直径有多种规格，如 10mm、5mm、2.5mm 和 1mm 等，应根据试样的厚度、硬度及试验力大小选择合适的压头直径。压头的质量对试验结果影响较大，需定期检查其磨损情况，磨损超过规定限度时应及时更换。

试样

形状与尺寸：试样的形状应规则，尺寸需满足试验要求。对于块状试样，其厚度一般不小于压痕深度的 10 倍，以保证试验过程中试样的变形不受基体影响。表面应平整光滑，粗糙度一般不大于1.6μm，以避免表面不平整对压痕尺寸测量造成干扰。对于圆柱形试样，其直径应不小于压痕直径的 2.5 倍。

制备要求：试样制备过程应避免对其硬度产生影响。例如，切割、打磨等加工过程不能使试样表面产生过热、加工硬化或组织变化等情况。对于有特殊要求的材料，如热处理后的试样，应在规定的处理状态下进行试验。同时，试样表面不应有油污、氧化皮等杂质，以免影响压痕的形成和测量。

试验条件

试验力的选择：根据试样的材料、硬度及厚度等因素，按照标准规定选择合适的试验力。试验力的大小应保证压痕直径在0.24D−0.6D之间（D为压头直径），以确保测量结果的准确性和可比性。同时，试验力的保持时间也有明确规定，一般为 10 - 15s，对于特殊材料，可适当延长保持时间。

试验温度：试验通常在 10℃ - 35℃的室温下进行。对于温度敏感的材料或高精度试验，需严格控制试验温度，将其波动范围控制在规定的公差内，以避免温度变化对材料硬度产生影响。

试验程序

试样放置：将制备好的试样平稳放置在硬度计工作台上，确保试样与压头垂直，且在试验过程中不会发生移动。

施加试验力：按照标准规定，缓慢且均匀地施加试验力，达到规定的试验力后，保持规定的时间。在施加试验力的过程中，要密切观察硬度计的运行情况，确保试验力的施加符合要求。

测量压痕尺寸：卸除试验力后，使用读数显微镜或其他测量工具，测量压痕的两条相互垂直的直径，取其平均值作为压痕平均直径。测量时要注意测量精度，避免人为误差。

计算布氏硬度值：根据测量得到的压痕平均直径，代入布氏硬度计算公式，计算出布氏硬度值。

结果表示与报告

结果表示：布氏硬度值以符号 HBW 加上压头直径、试验力数值及试验力保持时间（10 - 15s 可不标注）表示，例如：300HBW10/3000，表示用直径为 10mm 的硬质合金球在 3000kgf（29420N）试验力下保持 10 - 15s 测得的布氏硬度值为 300。

试验报告：试验报告应包含完整的试验信息，如标准编号、试样标识、试验日期、硬度计型号、压头类型及直径、试验力大小及保持时间、测量的压痕直径及计算得到的布氏硬度值等。如有偏离标准的情况，应详细说明，以便对试验结果进行准确评估和追溯。

GB/T 231.1 - 2018 通过规范金属材料布氏硬度试验的各个环节，保证了试验结果的准确性和可比性，为金属材料的质量控制、性能研究及产品设计提供了重要的技术支持。