材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。用于机械加工的各种工具（刀具、量具、模具）都应具备足够的硬度。某些机械零件（如齿轮、轴等）也应有一定的硬度。
生产中常用压入法测量硬度。其方法是将一定几何形状的压头，在一定的压力作用下，压入材料的表面，根据压入的程度来测量硬度值。压入法测量硬度常用的方法有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法，如图1-3所示。
图1-3 压入法测量硬度
a）压入法测量示意图 b）三种常用硬度测量法
1.布氏硬度（HBW）
布氏硬度是采用直径为D的硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面（见图1-4a），经保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d（见图1-4b），用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度用符号HBW表示，如500HBW表示用硬质合金压头测得的布氏硬度值为500。
采用布氏硬度测量，由于残余压痕面积较大，能较真实地反映材料的平均硬度，测量数据稳定，因此可用于测量组织粗大或组织不均匀的材料（如铸铁）。测量时，材料的硬度值必须小于650HBW。布氏硬度与抗拉强度之间存在一定的关系，故可根据其值大小估计材料的强度。布氏硬度测量压痕大，不宜测量成品或薄片金属的硬度，主要用于原材料或半成品的硬度测量，如测量铸铁、非铁金属（有色金属）、硬度较低的钢（如退火、正火、调质处理的钢）。
图1-4 布氏硬度测量原理
a）压头压入材料表面 b）读数显微镜测量压痕直径
2.洛氏硬度（HR）
测量洛氏硬度时用金刚石圆锥或硬质合金球作压头，在初始试验力和主试验力的作用下，将压头压入材料表面，保持规定时间后，去除主试验力，保持初始试验力，用残余压入深度计算硬度值。实际测量时，可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。(www.xing528.com)
洛氏硬度可以测量从软到硬较大范围的硬度值。根据被测对象的不同，可用不同的压头和试验力，有HRA、HRB、HRC等多种测量条件。常用洛氏硬度的试验条件、硬度范围和应用举例见表1-2。
表1-2 常用洛氏硬度的试验条件、硬度范围和应用举例
洛氏硬度的测量具有迅速、简便、压痕小、硬度测量范围大等优点，可用于成品或较薄工件硬度的测量。但其数据准确性、稳定性、重复性不如布氏硬度，通常需在试样表面不同部位测试三个点，取其平均值作为该材料的洛氏硬度值。为确保硬度测量的准确性，一般不宜测量组织不均匀材料的洛氏硬度。
3.维氏硬度（HV）
维氏硬度的测量原理与布氏硬度的测量原理相似。采用相对面夹角为136°的金刚石正四棱锥压头，以规定的试验力F压入材料的表面，保持规定时间后卸除试验力，然后根据压痕两对角线长度的算术平均值来计算硬度，用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值。实际测量时，只需测出压痕对角线长度的算术平均值，然后查表即可获得维氏硬度值。
维氏硬度的试验力可根据试样大小、厚薄、硬度等情况进行选择。其试验力F的取值范围为49.03～980.7N，测量范围大，因此可以测量从软到硬的各种金属材料（可测量硬度为10～1000HV的材料），而且测量的硬度值具有连续性。维氏硬度测量压痕小，可测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。
综上所述，硬度测量具有简便、快捷，不破坏试样（非破坏性试验），能综合反映材料的其他力学性能，如根据硬度值可以估算出强度，在一定范围内，金属的硬度提高，强度也相应增加（具体可查金属的强度与硬度换算表），同时硬度与耐磨性也具有直接关系，硬度越高，耐磨性越好。所以，硬度测量应用极为广泛，常把硬度标注在图样上，作为工件检验、验收的主要依据。几种材料的硬度值见表1-3。
表1-3 几种材料的硬度值
需要特别指出的是，上述各种硬度测量法，相互之间没有理论换算关系，故测量结果不能直接进行比较，应查阅硬度换算表进行比较，但可以粗略地根据以下经验公式进行换算：
1）硬度为200～600HBW时，1HRC相当于10HBW。
2）硬度小于450HBW时，1HBW相当于1HV。
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