钢球、试样硬度引起布氏硬度计误差

在进行布氏硬度计试验时，理想情况是钢球硬度足够大，以致对试验结果没有影响，但这是不可能的。钢球在试验力作用下压入试样表面，要产生弹性和塑性变形。由于钢球的变形，使钢球成为类似椭圆球体的形状，而且这个椭圆球体是沿短轴方向压入试样表面，这就相当钢球直径增大，使压痕直径增大，硬度值降低。钢球变形量的大小与钢球硬度有关。钢球硬度越低，沧州欧谱钢球变形越大，使压痕直径变大，硬度值降低；钢球变形量的大小，不但与钢球本身硬度有关，而且与试样硬度有关，当试样硬度超过450HBS时，钢球所产生的塑性变形量将超过允许值。当钢球的维氏硬度低于850HV10时，被测试样的硬度值将开始明显降低。因此，在标准试验条件中，规定钢球硬度不得低于850HV10，试样硬度不得高于450HBS。当钢球硬度高于HV10，将引起负的硬度测量误差。

在讨论布氏硬度值与压入角关系时，曾提到金属的布氏硬度计数值与维氏硬度数值，特别是在低硬度范围时是比较接近的。试验结果表明，试样硬度为214HBS时，沧州欧谱布氏硬度数值与维氏硬度数值是非常一致的，此时试样的维氏硬度为214HV。随着试样硬度的增高，布氏硬度数值较维氏硬度数值逐渐有所降低，当试样布氏硬度为370HBS时，维氏硬度为377HV；当试样硬度超过450HBS时布氏硬度数值较维氏硬度数值偏低得更多。例如，在试样布氏硬度为501HBS时，试样的维氏硬度为525HV，随着试样硬度的增高，布氏硬度数值较维氏硬度数值越来越低，其主要原因是由于催着试样硬度增高，钢球变形逐渐加大，而维氏硬度试验用的是金刚石压头，变形量的变化极小，可以忽略不计。

为了扩大布氏硬度计试验的应用范围，使得对于布氏硬度大于450HBS的试样也能进行布氏硬度试验，沧州欧谱采用硬质合金压头进行布氏硬度试验。用维氏硬度不低于1500HV的硬质合金球进行布氏试验时，可对硬度高达650HBW的试样进行测定。当硬质合金球硬度不低于1500HV,试样硬度不高于650HBW时，可以近似认为布氏硬度值与硬质合金球硬度无关，如不符合以上要求，则会使硬度降低。很显然，用一般钢球和硬质合金对同一试样进行布氏硬度试验所得的布氏硬度值特别是在高硬度范围时，会有很大差异的。试验结果表明，当试样硬度较高时，用硬质合金球较钢球所得布氏硬度值约高17%，因此，规定了在布氏硬度量和单位的符号中，以S和W分别表示钢球和硬质合金球为压头进行的试验，一坐区别。

既然硬质合金压头的应用范围较宽，包括了钢球压头的应用范围，为什么不取消钢球压头呢？其主要原因正是由于用钢球压头和硬质合金压头进行布氏硬度计试验时所得的结果存在着差异。硬质合金球压头刚刚开始应用，现在许多产品都是有钢球压头的布氏硬度试验来判断其质量好快，如果要用硬质合金压头代替，为了保证产品质量，势必做大量试验，修改技术文件对产品的硬度值要求，这将是一件非常复杂的工作。其次，钢球压头来源丰富。价格低廉，因此在以后相当长的时间内，不可能取消钢球压头，总的趋势是钢球压头和硬质合金球压头同时得到应用，而硬质合金球压头的应用逐渐增多。