布氏硬度计的压头选择直接关系到测试结果的准确性、适用材料的范围以及是否符合标准规范。
总的来说，布氏硬度计的压头选择主要取决于以下三个核心因素：
1. 试验力的大小
2. 被测材料的特性（预计硬度范围、材质）
3. 遵循的测试标准（如GB/T、ISO、ASTM）
目前，布氏硬度测试主要使用两种压头：硬质合金球压头 和 钢球压头。
两种压头的详细对比与选择指南
特性 | 硬质合金球压头 | 钢球压头 |
材料 | 碳化钨（WC） | 淬火钢 |
硬度 | 极高（≥1500 HV） | 较高 |
适用标准 | 国际主流标准（ISO 6506-1, ASTM E10）强制要求 | 主要用于一些旧的、非标或特定的场合 |
应用范围 | 通用标准压头，适用于所有金属材料，尤其是高硬度材料 | 仅适用于退火状态的中、低硬度材料（布氏硬度值低于350HBW） |
使用寿命 | 长，不易变形，可长期保持精度 | 短，在高试验力或硬材料下易变形，需频繁更换 |
结果表示 | 用 HBW 表示（W代表碳化钨） | 用 HBS 表示（S代表钢球） |
成本 | 较高，但综合使用成本低 | 较低，但更换频繁，综合成本可能更高 |
详细解释与补充：
1. 遵循标准优先
现代国际和国内标准（如 ISO 6506 和 ASTM E10）已明确规定，应使用硬质合金球压头。如果您的测试需要出具权威或可追溯的报告，必须使用HBW。
只有在一些旧的、非标的，或者明确允许使用钢球的标准中，才考虑HBS。
2. 根据材料硬度选择（核心原则）
对于高硬度材料（如淬火钢、调质钢、高硬度合金）：必须使用硬质合金球（HBW）。因为钢球压头在测试这些材料时会发生永久性变形，导致压痕直径测量不准，结果失真。
对于低硬度材料（如铝、铜、镁及其合金、退火钢、软钢）：两种压头理论上都可以使用。但出于精度一致性和标准化的考虑，推荐优先使用硬质合金球（HBW）。
3. 压头球直径（D）与试验力（F）的选择
压头本身选定后，还需要选择球的直径和对应的试验力。这遵循 F/D² 比值 原则。
常用 F/D² 比值：
30： 用于钢、镍合金、钛合金等。例如：10mm球，3000kgf试验力 (3000/10²=30)。
10： 用于铜及铜合金、铝及铝合金等软金属。例如：10mm球，1000kgf试验力 (1000/10²=10)。
5： 用于非常软的材料，如铅、锡。
2.5： 用于极软的材料（如塑料），但应用较少。
球直径的选择：
10mm： 最常用，适用于大多数样品。
5mm： 用于较小或较薄的试样。
2.5mm, 1mm： 用于非常小或薄的试样，以及特定范围的硬度测试。
选择原则： 压痕应满足：
压痕中心到试样边缘的距离 ≥ 2.5倍压痕直径。
相邻压痕中心之间的距离 ≥ 3倍压痕直径。
试样厚度 ≥ 8倍压痕深度（约等于压痕直径的1倍）。
总结与建议
1. 首选推荐： 对于现代的布氏硬度测试，无条件推荐使用硬质合金球压头（HBW）。这是确保测试结果准确、可靠、符合国际标准的最佳选择。
2. 明确淘汰： 钢球压头（HBS）已基本被淘汰，仅存在于旧设备或特定非标应用中，不建议新用户购买和使用。
3. 组合选择： 确定了使用HBW后，再根据您的被测材料（查材料标准或预估硬度）来选择正确的 F/D² 比值（30， 10， 5），然后根据您的试样尺寸来选择合适的球直径（10mm， 5mm， 2.5mm）。
示例：
测试45号调质钢： 选择 硬质合金球，F/D²=30，优先选用 10mm球 和 3000kgf试验力。结果表示为：350HBW10/3000。
测试6061铝合金： 选择 硬质合金球，F/D²=10，根据试样厚度选用 5mm球 和 250kgf试验力（250/5²=10）。结果表示为：85HBW5/250。
