一、布氏硬度的測量原理
選擇一事實上的載荷P，把直徑為D的淬火鋼球壓入試件表面并保持一定時間，然后卸去載荷，測量鋼球在試樣表面壓出的壓痕直徑d，計算出壓痕面積，算出載荷P與壓痕面積的比值，這個比值所表示的硬度就是布氏硬度，用符號HB表示。
布氏硬度的單位為kg/mm²，這是目前各國文獻中常用的單位，通常只給出數值而不寫單位，如HB200，若要換算成國際單位MPa，需要將硬度值乘以9.81。
布氏硬度的壓頭鋼球直徑有Φ2.5mm，Φ5mm，Φ10mm三種，載荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七種。可根據材料的軟硬不同選擇配合使用。為了在不同直徑的壓頭和不同載荷下進行測試時，同一種材料的布氏硬度值相同。壓頭的直徑與載荷之間要滿足相似原理。相似原理是指在均質材料中，只要壓入角φ(即從壓頭圓心壓痕兩端的連線之間的夾角)不變，則不論壓痕大小，金屬的平均抗力相等。如圖14-5所示。德國的邁耶爾(Mayer)通過試驗得出重要經驗關系。
在布氏硬度測量中只要滿足P/D²為常數，則同一材料測得的布氏硬度值是相同的。不同材料測得的布氏硬度值也可以進行比較。P/D²的數值不是隨便規定的，各種材料軟硬相差很大。如果只規定一個P/D²的值，對于較硬的材料，壓入角會太小；對于較軟的材料，壓入角又會很大。若壓入角太小，壓痕就小，測量誤差就會很大。當入壓角較大但小于90°時，壓痕直徑隨壓入深度增加有較大變化，有利于測量。但當壓入角大小90°時，隨壓入深度的增加，壓痕變化較小。為了提高測量精度，通常使0.25<d/D<0.5，與此對應的壓入角29°<φ<60°，這樣就需不同的材料使用不同的P/D²值。國家標準規定P/D²的比值為30、10、25三種。在測量中對較軟的材料因塑性變形較大，施加載荷應小一些。
二、布氏硬度的測試步驟
布氏硬度計使用的步驟如下：
1．根據試件材料選擇合適的壓頭和載荷。
2．加預載。
3．加主載并保持一定的時間。
4．卸載。
5．將試樣取下，用帶刻度的低倍放大鏡測壓痕直徑d。
6．查《壓痕直徑與布氏硬度對照表》得到布氏硬度值。

金屬類型	布氏硬度范圍 HB	試件厚度 mm	載荷P與壓頭 直徑D的關系	鋼球直徑 D,mm	載荷P,kg	載荷保持 時間，s
黑色金屬	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
有色金屬	>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鋼球，在3000kg載荷下保持10s，測得的布氏硬度值表示為字母HB加上所測得的硬度值，例如HB400。在其他試驗條件下，在HB后面要注明鋼球直徑、載荷大小及保載時間，例如：HB2.5/187.5/10=200表示用Φ2.5mm的鋼球在187.5kg載荷下保持10s測得的布氏硬度為200。
布氏硬度測試中還應注意以下幾個問題，即試驗壓痕直徑的范圍應為0.25D<d<0.6D，否則測量結果無效；由于壓痕周圍存在變形硬化現象(可達2~3倍的壓痕直徑)，所以要求相鄰兩個硬度點的距離≥4d，軟材料≥6d，試件厚度不小于壓痕深度的10倍，壓痕離試件邊緣的距離應不小于壓痕直徑。
三、布氏硬度的特點
布氏硬度試驗的優點是其硬度代表性全面，因壓痕面積較大，能反映較大范圍內金屬各組成相綜合影響的平均性能，而不受個別組成相及微小不均勻度的影響。因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料；試驗數據穩定，數據重復性強，此外，布氏硬度值和抗拉強度σ_b間存在一定換算關系
布氏硬度與抗拉強度的關系

材料	硬度值	HB-σb近似換算關系
鋼	125~175 >175	σb≈0.343HB×10MN/m2 σb≈0.362HB×10MN/m2
鑄鋁合金		σb≈0.26HB×10MN/m2
退火黃銅、青銅		σb≈0.55HB×10MN/m2
冷加工后黃銅、青銅		σb≈0.40HB×10MN/m2

布氏硬度試驗的缺點是其壓頭為淬火鋼球。由于鋼球本身的變形問題，致使不難試驗太硬的材料。一般在HB450以上就不能使用；由地壓痕較大，成品檢驗有困難；試驗過程比洛氏硬度較為復雜，不能由硬度計上直接讀數(需用帶刻度的低倍放大鏡測出壓痕直徑，然后通過查表得到布氏硬度值)。