一、布氏硬度的测量原理
选择一事实上的载荷P，把直径为D的淬火钢球压入试件表面并保持一定时间，然后卸去载荷，测量钢球在试样表面压出的压痕直径d，计算出压痕面积，算出载荷P与压痕面积的比值，这个比值所表示的硬度就是布氏硬度，用符号HB表示。
布氏硬度的单位为kg/mm²，这是目前各国文献中常用的单位，通常只给出数值而不写单位，如HB200，若要换算成国际单位MPa，需要将硬度值乘以9.81。
布氏硬度的压头钢球直径有Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm三种，载荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种。可根据材料的软硬不同选择配合使用。为了在不同直径的压头和不同载荷下进行测试时，同一种材料的布氏硬度值相同。压头的直径与载荷之间要满足相似原理。相似原理是指在均质材料中，只要压入角φ(即从压头圆心压痕两端的连线之间的夹角)不变，则不论压痕大小，金属的平均抗力相等。如图14-5所示。德国的迈耶尔(Mayer)通过试验得出重要经验关系。
在布氏硬度测量中只要满足P/D²为常数，则同一材料测得的布氏硬度值是相同的。不同材料测得的布氏硬度值也可以进行比较。P/D²的数值不是随便规定的，各种材料软硬相差很大。如果只规定一个P/D²的值，对于较硬的材料，压入角会太小；对于较软的材料，压入角又会很大。若压入角太小，压痕就小，测量误差就会很大。当入压角较大但小于90°时，压痕直径随压入深度增加有较大变化，有利于测量。但当压入角大小90°时，随压入深度的增加，压痕变化较小。为了提高测量精度，通常使0.25<d/D<0.5，与此对应的压入角29°<φ<60°，这样就需不同的材料使用不同的P/D²值。国家标准规定P/D²的比值为30、10、25三种。在测量中对较软的材料因塑性变形较大，施加载荷应小一些。
二、布氏硬度的测试步骤
布氏硬度计使用的步骤如下：
1．根据试件材料选择合适的压头和载荷。
2．加预载。
3．加主载并保持一定的时间。
4．卸载。
5．将试样取下，用带刻度的低倍放大镜测压痕直径d。
6．查《压痕直径与布氏硬度对照表》得到布氏硬度值。

金属类型	布氏硬度范围 HB	试件厚度 mm	载荷P与压头 直径D的关系	钢球直径 D,mm	载荷P,kg	载荷保持 时间，s
黑色金属	140~150	6~3 4~3 <2	P=30D2	10 5.0 2.5	3000 750 187.5	10
	<140	>6 6~3 <3	P=10D2	10 5.0 2.5	1000 250 62.5	10
有色金属	>130	6~3 4~3 <2	P=30D2	10 5.0 2.5	3000 750 187.5	30
	36~130	9~-3 6~3 <3	P=10D2	10 5.0 2.5	1000 250 62.5	30
	8~35	>6 6~3 <3	P=2.5D2	10 5.0 2.5	250 62.5 15.6	30

布氏硬度的表示方法是若用Φ10mm钢球，在3000kg载荷下保持10s，测得的布氏硬度值表示为字母HB加上所测得的硬度值，例如HB400。在其他试验条件下，在HB后面要注明钢球直径、载荷大小及保载时间，例如：HB2.5/187.5/10=200表示用Φ2.5mm的钢球在187.5kg载荷下保持10s测得的布氏硬度为200。
布氏硬度测试中还应注意以下几个问题，即试验压痕直径的范围应为0.25D<d<0.6D，否则测量结果无效；由于压痕周围存在变形硬化现象(可达2~3倍的压痕直径)，所以要求相邻两个硬度点的距离≥4d，软材料≥6d，试件厚度不小于压痕深度的10倍，压痕离试件边缘的距离应不小于压痕直径。
三、布氏硬度的特点
布氏硬度试验的优点是其硬度代表性全面，因压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均性能，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响。因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料；试验数据稳定，数据重复性强，此外，布氏硬度值和抗拉强度σ_b间存在一定换算关系
布氏硬度与抗拉强度的关系

材料	硬度值	HB-σb近似换算关系
钢	125~175 >175	σb≈0.343HB×10MN/m2 σb≈0.362HB×10MN/m2
铸铝合金		σb≈0.26HB×10MN/m2
退火黄铜、青铜		σb≈0.55HB×10MN/m2
冷加工后黄铜、青铜		σb≈0.40HB×10MN/m2

布氏硬度试验的缺点是其压头为淬火钢球。由于钢球本身的变形问题，致使不难试验太硬的材料。一般在HB450以上就不能使用；由地压痕较大，成品检验有困难；试验过程比洛氏硬度较为复杂，不能由硬度计上直接读数(需用带刻度的低倍放大镜测出压痕直径，然后通过查表得到布氏硬度值)。