金属硬度是指金属材料抵抗局部变形、压痕或划痕的能力。硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标，金属硬度测试是应用最广泛的力学性能测试，广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。
▶硬度测试的分类
划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说，硬物体划出的划痕长，软物体划出的划痕短。
压入硬度。主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。
回跳硬度。主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。
▶硬度试验方法适用范围
布氏硬度
测量晶粒粗大且组织不均的零件，对成品件不宜采用。钢铁件的硬度检验中，现已采用硬质合金球压头测量退货件、正火件、调质件、铸件和锻件的硬度。
洛氏硬度
批量、成品件及半成品件的硬度检验。对晶粒粗大且组织不均的零件不宜采用。
硬度符号 | 压头类型 | 总试验力F/N（kgf） | 硬度范围 | 应用举例 |
HRA | 120°金刚石圆锥 | 588.4(60) | 20~88 | 硬质合金、碳化物、浅层表面硬化钢等 |
HRB | Ø1.588mm 淬火钢球 | 980.7(100) | 20~100 | 退火、正火钢、铝合金、铜合金、铸铁 |
HRC | 120°金刚石 圆锥 | 1471(150) | 20~70 | 淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢 |
表面洛氏硬度
测量薄件、小件的硬度以及具有薄或中等厚度硬化层零件的表面硬度。N标尺，适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA测试的材料。T标尺，适用于类似洛氏硬度的HRB测试的材料。
维氏硬度
测量小件、薄件的硬度，以及具有浅或中等厚度硬化层零件的表面硬度。钢铁件硬度检验中，试验力一般不超过294.2N。
显微维氏硬度
测量微小件、极薄件或显微组织的硬度，以及具有极端或极硬硬化层零件的表层硬度梯度或硬化层深度。
努氏硬度
主要用于测量微小件、极薄件或显微组织硬度，以及具有极薄或极硬硬化层的零件，实际检验中，试验力一般不超过9.807N。
肖氏硬度
主要用于大件的现场硬度检验，如轧辊、机床面、重型构件等。
里氏硬度
大件、组装件、形状较复杂零件等的现场硬度检验。
▶硬度测定原理
布氏硬度的试验原理：对一定直径D的硬质合金球施加试验力F，使之压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕的直径。布氏硬度值用符号HBW表示，符号前面为硬度值，符号后面的数字依次表示球直径（单位为mm）、试验力数字、规定的时间。布氏硬度试验最常用的试验条件是采用10mm直径的球压头，3000kg试验力。这一条件最能体现布氏硬度的特点。
洛氏硬度的试验原理：将压头（金刚石圆锥或硬质合金球）分两个步骤压入试样的表面，经规定保持时间后，卸除主试验力F，测量在初试验力F0下的残余压痕深度h。洛氏硬度值的表示：A、C标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR、使用的标尺字母表示；B标尺洛氏硬度用硬度值、符号HR、使用的标尺和球压头代号表示；N标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR、试验力数字和使用的标尺字母表示；T标尺表面洛氏硬度用硬度值、符号HR、试验力数字、使用的标尺字母和压头代号表示；表面洛氏硬度采用15kg、30kg、45kg三种试验力。
维氏硬度的试验原理：将顶部两相对面具有规定角度的正四棱椎体金刚石压头以选定的试验力F压入试样表面，经保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。维氏硬度用HV表示，符号之前为硬度值，符号之后依次为选择的试验力值、试验力保持的时间（10—15s不标注）。维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定，试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。
▶硬度试样的要求
试样的表面应光滑平坦，无氧化皮及外来污物，尤其不应有油脂；试样的制备应使受热或冷加工等因素对表面硬度的影响减至最小；试验后试样背面不应出现可见变形。
▶硬度测试标准
GB/T 230.1-2018 金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法
GB/T 231.1-2018 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法
GB/T 4340.1-2009 金属材料维氏硬度试验 第1部分：试验方法
GB/T 17394.1-2014 金属材料 里氏硬度试验 第1部分：试验方法
GB/T 18449.1-2009 金属材料努氏硬度试验第1部分：试验方法
GB/T 4341.1-2014 金属材料 肖氏硬度试验 第1部分：试验方法
ASTM E18-2022 金属材料洛氏硬度试验方法
ASTM E10-2023 金属材料布氏硬度试验方法
ASTM E92-2023 金属材料维氏硬度试验方法
ASTM E103-2017 金属材料快速压痕硬度试验方法
ASTM E110-2014用便携式硬度仪测定金属材料洛氏硬度和布氏硬度的标准试验方法
ASTM E384-2022材料显微压痕硬度的试验方法
▶常见黑色金属硬度对照表（强度近似换算）
联系客服
