硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)，也是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形，壓痕或劃痕的能力。

硬度測定方法有壓入法、劃痕法、回彈高度法等。其中壓入法的應(yīng)用最為普遍。即在規(guī)定的靜態(tài)試驗力作用下，將一定的壓頭壓人金屬材料表面層，然后根據(jù)壓痕的面積大小或深度測定其硬度值。這種評定方法稱為壓痕硬度。在壓人法中、根據(jù)載荷、壓頭和表示方法的不同，常用的硬度測試方法有布氏硬度(原標(biāo)準(zhǔn)為 HBS 成 HBW,新標(biāo)準(zhǔn)均為HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和維氏硬度(HV)。

(一)布氏硬度

布氏硬度的試驗原理是用一定直徑的硬質(zhì)合金球、以相應(yīng)的試驗力壓人試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后、卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑d，然后根據(jù)壓痕直徑d 計算其硬度值的方法，

由于金屬材料有硬有軟，工件有厚有薄，在進(jìn)行布氏硬度試驗時，壓頭直徑 D(有10mm，5mm，2.5mm、Imm四種)、試驗力F和保持時間應(yīng)根據(jù)被測金屬種類和厚度正確地進(jìn)行選擇。

在進(jìn)行布氏硬度試驗時，試驗力的選擇應(yīng)保證壓痕直徑d在(0.24-0.6)D之間。試驗力F(N)與球壓頭直徑D(mm)的平方的比率(0.102F/D平方比值)應(yīng)為30、15、10、5、2.5、1之中的某一個，而且應(yīng)根據(jù)被檢測材料及其硬度值合理選擇。

布氏硬度的標(biāo)注方法是，測定的硬度值應(yīng)標(biāo)注在硬度符號 HBW的前面。除了保持時間為10~15s的試驗條件外，在其他條件下測得的硬度值，均應(yīng)在硬度符號后面用相應(yīng)的數(shù)字注明壓頭直徑、試驗力大小和試驗力保持時間。例如：

150HBW10/1000/30表示用直徑為10mm的硬質(zhì)合金球，在1000kg(9.087KN)試驗力作用下，保持 30s 測得的布氏硬度值為150

500HBW5/750表示用直徑為5 mm的硬質(zhì)合金球，在750kg(7.355KN)試驗力作用下保持10-15S測得的布氏硬度值。 一般試驗力保持時間是10-15S時，會省略不標(biāo)。

布氏硬度的特點是：試驗時金屬材料表面壓痕大；能在較大范圍內(nèi)反映材料的平均硬度，測得的硬度值比較準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)。但由于其壓痕大，對金屬表面的損傷較大，不宜測定太小或太薄的試樣。

（二）洛氏硬度

洛氏硬度試驗原理是以錐角為 120°的金剛石圓錐體或直徑為 1.588mm 的淬火鋼球，壓入試樣表面，如圖 2-5 所示，試驗時，先加初試驗力，然后加主試驗力，壓人試樣表面之后，去除主試驗力，在保留初試驗力的情況下，根據(jù)試樣殘余壓痕深度增量來衡量試樣的硬度大小。

洛氏硬度的標(biāo)注方法根據(jù)試驗時選用的壓頭類型和試驗力大小的不同分別采用不同的標(biāo)尺進(jìn)行標(biāo)注。根據(jù) GB/ T 230.1—2004 的規(guī)定，硬度數(shù)值寫在符號的前面，HR 后面寫使用的標(biāo)尺，如 50HRC 表示用“C”標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為 50。

洛氏硬度試驗是生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種硬度試驗方法。其特點是：硬度試驗壓痕小，對試樣表面損傷小，常用來直接檢驗成品或半成品的硬度，尤其是經(jīng)過淬火處理的零件，常采用洛氏硬度計進(jìn)行測試；試驗操作簡便，可以直接從試驗機(jī)上顯示出硬度值，省去了繁瑣的測量、計算和查表等工作。但是，由于壓痕小，硬度值的準(zhǔn)確性不如布氏硬度，數(shù)據(jù)重復(fù)性差。因此，在測試洛氏硬度時，要選取不同位置的三個測試點測出硬度值，再計算三個測試

點硬度的平均值作為被測材料的硬度值。

（三）維氏硬度

布氏硬度試驗不適合測定硬度較高的材料。洛氏硬度試驗雖可用來測定各種金屬材料的硬度，但由于采用了不同的壓頭、總試驗力和標(biāo)尺，其硬度值之間彼此沒有聯(lián)系，也不能直接互相換算。因此，為了從軟到硬對各種金屬材料進(jìn)行連續(xù)性的硬度標(biāo)定，人們制定了維氏硬度試驗法。

維氏硬度的測量范圍為5～1000HV。標(biāo)注方法與布氏硬度相同。硬度數(shù)值寫在符號的前面，試驗條件寫在符號的后面。對于鋼和鑄鐵若試驗力保持時間為 10 -15s時，可以不標(biāo)出。例如：

640HV30 表示用 30kgf(294.2N）試驗力，保持 10～15s測定的維氏硬值為640。

640HV30 /20 表示用 30kgf(294.2N)試驗力，保持20s 測定的維氏硬度值為 640。

維氏硬度適用范圍寬，從很軟的材料到很硬的材料都可以測量，尤其適用于零件表面層硬度的測量，如化學(xué)熱處理的滲層硬度測量，其測量結(jié)果精確可靠。但測取維氏硬度值時，需要測量對角線長度，然后查表或計算，而且進(jìn)行維氏硬度測試時，對試樣表面的質(zhì)量要求高，測量效率較低，因此，維氏硬度沒有洛氏硬度使用方便。

（四)硬度試驗的應(yīng)用

硬度試驗和拉伸試驗都是在靜載荷下測定材料力學(xué)性能的方法。硬度試驗時，由于基本上不損傷試樣，試驗簡便迅速，不需要制作專門試樣，而且可以直接在工件上進(jìn)行測試，因此，在生產(chǎn)中被廣泛地應(yīng)用。而拉伸試驗雖能準(zhǔn)確地測出材料的強(qiáng)度和塑性，但它屬于破壞性試驗，因而在生產(chǎn)中不如硬度試驗應(yīng)用廣泛。同時，硬度是一項綜合力學(xué)性能指標(biāo)，從金屬表面的局部壓痕也可以反映出材料的強(qiáng)度和塑性。因此，在零件圖上常常標(biāo)注出各種硬度指標(biāo)，作為技術(shù)要求。同時，硬度值的高低，對于機(jī)械零件的耐磨性也有直接影響，鋼的硬值越高，其耐磨性亦越高。

三種硬度測量方法適用范圍各不相同，布氏硬度檢測一些常規(guī)的原材料數(shù)值準(zhǔn)確穩(wěn)定使用方便，缺點壓痕大。洛氏硬度壓痕小，缺點數(shù)值不準(zhǔn)確。維氏硬度適用各種場合。