什麼是硬度？

硬度是指一種材料的屬性，可使其抵抗局部變形，特别是塑性變形。但是，術語硬度也可以指抗彎曲，耐刮擦，耐磨損或耐切割性。

硬度測量：

硬度不是質量，長度和時間的基本單位所定義的固有材料特性。硬度屬性值是定義的測量過程的結果。長期以來，材料的硬度可以通過耐劃傷或切割來評估。一個示例是材料B刮傷材料C，但不刮傷材料A。或者，材料A輕微刮傷材料B，嚴重刮傷材料C。礦物的相對硬度可以參考莫氏等級進行評估，該等級對材料抵抗另一種材料刮傷的能力進行了排名。今天，仍然普遍使用類似的相對硬度評估方法。一個例子是锉刀測試，其中将回火到所需硬度的锉刀摩擦在測試材料表面上。如果锉刀滑動時沒有咬傷或劃傷表面，則認為測試材料比锉刀硬。如果锉刀咬傷或标記表面，則認為測試材料比锉刀軟。上述相對硬度測試在實際使用中受到限制，并且不提供準确的數值數據或刻度，特别是對于現代金屬和材料。獲得硬度值的常用方法是在特定時間内施加特定力，以測量特定形狀的壓頭留下的壓痕的深度或面積。有三種主要的标準測試方法來表達硬度和壓痕尺寸之間的關系，分别是布氏，維氏和洛氏硬度。

布氏硬度

布氏硬度測定

測試用壓頭：HBS和HBW的區别是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。HBW表示壓頭為硬質合金，用于測定布氏硬度值在650以下的材料。

常用洛氏硬度試驗規範表

适用範圍：适用于硬度較低的金屬材料，如退火、正火、調質鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。

優點：測量誤差小，數據穩定;

缺點：壓痕大，不能用于太薄件或成品件。

洛氏硬度

洛氏硬度測量

洛氏硬度（符号HR）或洛氏表面硬度的測量之前，需先使用金剛石壓頭(尖端錐角：120˚，尖端半徑：0.2mm)或球形壓頭(鋼球或硬質合金球)向标準片施加預加載力，然後施加試驗力，并恢複預加載力。

該硬度值由硬度公式得出，該公式以預加載力和試驗力之間的壓痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度測試使用98.07N的預加載力，洛氏表面硬度測試則使用29.42N的預加載力。結合壓頭類型、試驗力和硬度公式一起提供的特定符号被稱為标尺。

洛氏硬度的分類及适用範圍：根據壓頭的材料及壓頭所加的負荷不同，洛氏硬度可分為：HRA、HRB、HRC。HRA 适用于測量硬質合金、表面淬火層或滲碳層;HRB 适用于測量有色金屬和退火、正火鋼等;HRC 适用于調質鋼、淬火鋼等。

适用範圍：工業生産中最常用，适用于硬度較高的金屬材料，如淬火鋼及調質鋼；

洛氏硬度的優點：操作簡單、壓痕小、适用範圍廣;

洛氏硬度的缺點：測量結果分散度大。

維氏硬度

維氏硬度測量

測試用壓頭：金剛石四方角錐體，所加負荷較小;

維氏硬度是将試驗力F(N)除以标準片與壓頭之間的接觸面積S(mm2)所得的值，該面積根據在試驗力F(N)下通過壓頭(四方錐金剛石，相對面角=136˚)在标準片上形成的壓痕的對角線長度d(mm，兩個方向長度的平均值)計算。k為常數(1/g=1/9.80665)。

維氏硬度測量範圍大，可測量硬度為10~1000HV範圍的材料，壓痕小，一般用來測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。

适用範圍：由于試驗時加載的壓力小，壓入深度淺，對工件損傷小。特别适用于測量零件的表面

維氏硬度的優點：保留了布氏硬度和洛氏硬度的優點，既可測量由極軟到極硬的材料的硬度，又能相互比較。

三種硬度各有優點但是也各有缺點，要求精度高的需要使用維氏硬度計來進行測量了,但是維氏硬度的試驗操作較麻煩，一般在生産上很少使用，多用于實驗室及科研方面。

硬度的選擇

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