上海某新材料集团准备研究一款新型的铝合金产品。由于涉及到工艺参数的质量控制问题，他们需要对其材料的硬度进行精准把控。巴氏硬度检测方法是检测软质金属硬度的重要方法，也是目前国际组织之间较为认可的检测方法。

该集团负责人找到我们想以技术咨询的合作方式，要求我们制定一套完整的金属材料的巴氏硬度检测方案。由于该方案具有典型的普遍性，我们在此拿出来与大家分享一下。 

一、了解检测需求

在充分沟通以后，我们了解到该集团对金属材料的巴氏硬度测定方法不甚了解。之前他们的技术工程师一直都是参考的GB/T 3854规定的方法来检测，不过GB/T 3854规定的增强塑料材料的检测方法，在硬度计的校准问题上总是不能达到他们的要求。此外，他们还需要通过间接检验的方式，对金属量值溯源，也就是可以根据GB/T 4340. 3—2012中第5章的规定，采用标准块在标准维氏硬度机上先标定出其维氏硬度值（HV） ， 然后再通过换算表，计算出巴氏硬度值（HBa） 。

二、参考资料分析

其实，巴氏硬度确实在玻璃钢产品检测中较为常见。因此目前可供参考的国家标准也只有GB/T 3854-2005《纤维增强塑料巴氏 (巴柯尔) 硬度试验方法》一项标准，但是该标准主要是用来测定类似玻璃钢制品的增强塑料的巴氏硬度。虽然规定了非增强塑料及其制品也可参考该标准执行，但是如果巴氏硬度少于20的材料则不适用该标准。

三、问题难点分析

根据该集团的需求，我们梳理总结到了三点：

1.铝合金等金属材料的巴氏硬度没有明确参考标准。

2.铝合金采用硬度计直接测定方法，硬度计如何检验及校准？

3.采用间接维氏硬度换算巴氏硬度，应该如何检测？

四、解决方案

1.对于铝合金等软质金属材料的巴氏硬度测定方法，直接检验的话，可供参考还是要以GB/T 3854给出的方法作为参考。间接检验可以参考GB/T 4340. 3的给出的方法进行检测。

2.巴氏硬度直接检验时，温度要求一般需要在（10~35） ℃之间进行。重点的硬度计检测及校准方案如下

（1）检测方案

检测前，硬度计调校法方法如下：

a)施加试验力时，压针的移动灵活，无摩擦及卡滞现象；

b)模拟式指示装置的指针灵敏，无跳动和卡滞现象，数字式指示装置的显示清晰、完整、连续和稳定；

c)压针尖端位于压针筒小孔的中心，无目视可见的偏移；

d)将硬度计放置在磨平的钢板上，平稳地对机架施加压力，将压针伸出部分全部压入压针筒内，

使压针筒底面紧压在钢板上时，压针筒底面与钢板之间无可见的光隙。

（2）校准方案

a)钢板：校准的项目主要是测量范围上限值，要求为寸为（150×150×10） mm， 试验面的平面度不大于 0.01 mm， 试验面的表面粗糙度不大于 0.3 μm， 硬度值不低于 60 HRC。

b)数显千分尺、 专用夹具：校准的项目为测量指示装置。要求为测量范围（0～25） mm；分度值不大于 0.001 mm。

c)工具显微镜：校准的项目为压针圆锥角和压针顶端平面直径。要求为测角最大允许误差：±1′；测长最大允许误差：±5μm。

d)表面粗糙度比较样块：校准的项目为压针表面粗糙度 ，要求为实测值与标称值的最大允许偏差：+12%～

－17%

e)维氏硬度计( HV1) :校准的项目为压针硬，要求为硬度示值最大允许误差：±5%

d)标准巴氏硬度块 :校准的项目为硬度计示值误差及示值重复性，要求为如下表

3.巴氏硬度间接换算法理论上需要在完成直接检验以后才能进行，而且间接检验周期不应该超过12个月。间接检验的重点就是标准块的制造以及换算表，具体介绍如下

（1）标准块

间接检验用的标准块，必须要求具有均质性、 组织稳定性和硬度的均匀性。这里分两点，一点是标准块要满足贵的几何尺寸及技术要求，第二点是标准块要满足硬度范围和硬度均匀度的要求。

a)几何尺寸及技术要求

b)硬度范围和硬度均匀度

（2）换算表

上面，我们也说了，采用维氏硬度间接检验方法依据GB/T 4340. 3—2012中第5章的规定检测即可。其中最关键的换算表，具体参考如下

六、方案反馈

目前，金属材料巴氏硬度的测定难点主要集中在硬度计的检测及校准，标准块标定这两点问题上。该方案很好的将这两个问题进行了阐明。客户在收到方案时，也表示极度认可。