硬度定义

硬度，材料抵抗更硬物压入其表面的能力。根据试验方法和适应范围的不同，硬度单位可分为布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、显微维氏硬度等许多种，不同的单位有不同的测试方法，适用于不同特性的材料或场合。生产中常用压入法（有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等）。

硬度测试特点

硬度测试是检测材料性能的重要指标之一。是力学性能试验的常用方法， 是因为硬度测试能反映出材料在化学成分、组织结构和处理工艺上的差异。例如在钢铁材料中，当马氏体形成时，由于溶入过饱和的碳原子而增大了晶格畸变，增加了错位密度，从而显著降低了塑性变形能力，这就是马氏体高硬度的原因。显然含碳量越高这种畸变程度就越大，则硬度也越高，不同含碳量的钢在淬火后，硬度值与马氏体量及其含碳量间在很大范围内有很好的对应关系，淬火钢回火后的硬度取决于回火温度及保温时间。回火温度越高，保温时间越长，硬度越低。因此可以利用硬度试验来研究钢的相变和作为检测钢铁热处理效应的手段。

硬度测试范围

金属制品领域包含：钢材、铝型材、铸件、零部件、汽车配件、紧固件、压力容器、无缝钢管、模具、焊接件、五金件、漆包线、铝结构、钢结构等。

塑料制品测试领域包含： 树脂原料、塑料薄膜、塑料管材、塑料建材、塑料容器、塑料外壳、塑料玩具、电线电缆护套绝缘、塑料异型材等。

橡胶制品测试领域包含： 生胶、轮胎、护舷、密封圈、软管、电线电缆护套绝缘、橡胶玩具、传送带、快消品等。

精细化学品测试领域包含：涂料、胶粘剂、金属加工助剂、各类清洗剂等

常用硬度检测方法

一、布氏硬度：HB（Brinell-hardness )（HBS、HBW ）

1、原理

采用直径为D的球形压头，以相应的试验力F压入材料的表面，经规定保持时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d，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。

2、布氏硬度表示方法

符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。

如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。

3、布氏硬度测试范围

用于原材料与半成品硬度测量，可用于测量铸铁；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） 。

二、洛氏硬度：HR（Rockwll hardnes）

1、原理：用金刚石圆锥或淬火钢球压头，在试验压力F 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，用残余压痕深度增量计算硬度值，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。

三、维氏硬度：HV（Vickers hardness）

1、原理：与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136o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，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。

式中：

HV——维氏硬度符号；

F——试验力，N；

d——压痕两对角线d1、d2的算术平均值，mm；

2、维氏硬度的表示方法：

维氏硬度表示为HV，维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10～15s。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间为10～15s。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。

例如：

600HV30—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间10～15s时得到的硬度值为600。

600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间20s时得到的硬度值为600。

3、维氏硬度测试范围

维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度，表面硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的表面硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试，零件厚度可薄至３μm。