上海某新材料集團準備研究一款新型的鋁合金產品。由于涉及到工藝參數的質量控制問題，他們需要對其材料的硬度進行精準把控。巴氏硬度檢測方法是檢測軟質金屬硬度的重要方法，也是目前國際組織之間較為認可的檢測方法。該集團負責人找到我們時想以技術咨詢的合作方式，要求我們制定一套完整的金屬材料的巴氏硬度檢測方案。由于該方案具有典型的普遍性，我們在此拿出來與大家分享一下。

一、了解檢測需求

在充分溝通以后，我們了解到該集團對金屬材料的巴氏硬度測定方法不甚了解。之前他們的技術工程師一直都是參考的GB/T 3854規定的方法來檢測，不過GB/T 3854規定的增強塑料材料的檢測方法，在硬度計的校準問題上總是不能達到他們的要求。此外，他們還需要通過間接檢驗的方式，對金屬量值溯源，也就是可以根據GB/T 4340. 3—2012中第5章的規定，采用標準塊在標準維氏硬度機上先標定出其維氏硬度值（HV） ， 然后再通過換算表，計算出巴氏硬度值（HBa） 。

二、參考資料分析

其實，巴氏硬度確實在玻璃鋼產品檢測中較為常見。因此目前可供參考的國家標準也只有GB/T 3854-2005《纖維增強塑料巴氏 (巴柯爾) 硬度試驗方法》一項標準，但是該標準主要是用來測定類似玻璃鋼制品的增強塑料的巴氏硬度。雖然規定了非增強塑料及其制品也可參考該標準執行，但是如果巴氏硬度少于20的材料則不適用該標準。

三、問題難點分析

根據該集團的需求，我們梳理總結到了三點：

1.鋁合金等金屬材料的巴氏硬度沒有明確參考標準。

2.鋁合金采用硬度計直接測定方法，硬度計如何檢驗及校準？

3.采用間接維氏硬度換算巴氏硬度，應該如何檢測？

四、解決方案

1.對于鋁合金等軟質金屬材料的巴氏硬度測定方法，直接檢驗的話，可供參考還是要以GB/T 3854給出的方法作為參考。間接檢驗可以參考GB/T 4340. 3的給出的方法進行檢測。

2.巴氏硬度直接檢驗時，溫度要求一般需要在（10~35） ℃之間進行。重點的硬度計檢測及校準方案如下

（1）檢測方案

檢測前，硬度計調校法方法如下：

a)施加試驗力時，壓針的移動靈活，無摩擦及卡滯現象；

b)模擬式指示裝置的指針靈敏，無跳動和卡滯現象，數字式指示裝置的顯示清晰、完整、連續和穩定；

c)壓針尖端位于壓針筒小孔的中心，無目視可見的偏移；

d)將硬度計放置在磨平的鋼板上，平穩地對機架施加壓力，將壓針伸出部分全部壓入壓針筒內，

使壓針筒底面緊壓在鋼板上時，壓針筒底面與鋼板之間無可見的光隙。

（2）校準方案

a)鋼板：校準的項目主要是測量范圍上限值，要求為寸為（150×150×10） mm， 試驗面的平面度不大于 0.01 mm， 試驗面的表面粗糙度不大于 0.3 μm， 硬度值不低于 60 HRC。

b)數顯千分尺、 專用夾具：校準的項目為測量指示裝置。要求為測量范圍（0～25） mm；分度值不大于 0.001 mm。

c)工具顯微鏡：校準的項目為壓針圓錐角和壓針頂端平面直徑。要求為測角最大允許誤差： ±1′；測長最大允許誤差： ±5μm。

d)表面粗糙度比較樣塊：校準的項目為壓針表面粗糙度 ，要求為實測值與標稱值的最大允許偏差： +12%～

－17%

e)維氏硬度計( HV1) :校準的項目為壓針硬，要求為硬度示值最大允許誤差： ±5%

d)標準巴氏硬度塊 :校準的項目為硬度計示值誤差及示值重復性，要求為如下表

3.巴氏硬度間接換算法理論上需要在完成直接檢驗以后才能進行，而且間接檢驗周期不應該超過12個月。間接檢驗的重點就是標準塊的制造以及換算表，具體介紹如下

（1）標準塊

間接檢驗用的標準塊，必須要求具有均質性、 組織穩定性和硬度的均勻性。這里分兩點，一點是標準塊要滿足貴的幾何尺寸及技術要求，第二點是標準塊要滿足硬度范圍和硬度均勻度的要求。

a)幾何尺寸及技術要求

b)硬度范圍和硬度均勻度

（2）換算表

上面，我們也說了，采用維氏硬度間接檢驗方法依據GB/T 4340. 3—2012中第5章的規定檢測即可。其中最關鍵的換算表，具體參考如下

六、方案反饋

目前，金屬材料巴氏硬度的測定難點主要集中在硬度計的檢測及校準，標準塊標定這兩點問題上。該方案很好的將這兩個問題進行了闡明。客戶在收到方案時，也表示極度認可。