什么是硬度？

硬度是指一種材料的屬性，可使其抵抗局部變形，特別是塑性變形。但是，術(shù)語(yǔ)硬度也可以指抗彎曲，耐刮擦，耐磨損或耐切割性。

硬度測(cè)量：

硬度不是質(zhì)量，長(zhǎng)度和時(shí)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(cè)量過(guò)程的結(jié)果。長(zhǎng)期以來(lái)，材料的硬度可以通過(guò)耐劃傷或切割來(lái)評(píng)估。一個(gè)示例是材料B刮傷材料C，但不刮傷材料A?；蛘撸牧螦輕微刮傷材料B，嚴(yán)重刮傷材料C。礦物的相對(duì)硬度可以參考莫氏等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，該等級(jí)對(duì)材料抵抗另一種材料刮傷的能力進(jìn)行了排名。今天，仍然普遍使用類似的相對(duì)硬度評(píng)估方法。一個(gè)例子是銼刀測(cè)試，其中將回火到所需硬度的銼刀摩擦在測(cè)試材料表面上。如果銼刀滑動(dòng)時(shí)沒有咬傷或劃傷表面，則認(rèn)為測(cè)試材料比銼刀硬。如果銼刀咬傷或標(biāo)記表面，則認(rèn)為測(cè)試材料比銼刀軟。上述相對(duì)硬度測(cè)試在實(shí)際使用中受到限制，并且不提供準(zhǔn)確的數(shù)值數(shù)據(jù)或刻度，特別是對(duì)于現(xiàn)代金屬和材料。獲得硬度值的常用方法是在特定時(shí)間內(nèi)施加特定力，以測(cè)量特定形狀的壓頭留下的壓痕的深度或面積。有三種主要的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法來(lái)表達(dá)硬度和壓痕尺寸之間的關(guān)系，分別是布氏，維氏和洛氏硬度。

布氏硬度

測(cè)試用壓頭：HBS和HBW的區(qū)別是壓頭的不同。HBS表示壓頭為淬硬鋼球，用于測(cè)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(zhì)合金，用于測(cè)定布氏硬度值在650以下的材料。

常用洛氏硬度試驗(yàn)規(guī)范表

適用范圍：適用于硬度較低的金屬材料，如退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。

優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定;

缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件或成品件。

洛氏硬度

洛氏硬度（符號(hào)HR）或洛氏表面硬度的測(cè)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(zhì)合金球)向標(biāo)準(zhǔn)片施加預(yù)加載力，然后施加試驗(yàn)力，并恢復(fù)預(yù)加載力。

該硬度值由硬度公式得出，該公式以預(yù)加載力和試驗(yàn)力之間的壓痕深度h(μm)之差表示。洛氏硬度測(cè)試使用98.07N的預(yù)加載力，洛氏表面硬度測(cè)試則使用29.42N的預(yù)加載力。結(jié)合壓頭類型、試驗(yàn)力和硬度公式一起提供的特定符號(hào)被稱為標(biāo)尺。

洛氏硬度的分類及適用范圍：根據(jù)壓頭的材料及壓頭所加的負(fù)荷不同，洛氏硬度可分為：HRA、HRB、HRC。HRA 適用于測(cè)量硬質(zhì)合金、表面淬火層或滲碳層;HRB 適用于測(cè)量有色金屬和退火、正火鋼等;HRC 適用于調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。

適用范圍：工業(yè)生產(chǎn)中最常用，適用于硬度較高的金屬材料，如淬火鋼及調(diào)質(zhì)鋼；

洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、壓痕小、適用范圍廣;

洛氏硬度的缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。

維氏硬度

測(cè)試用壓頭：金剛石四方角錐體，所加負(fù)荷較小;

維氏硬度是將試驗(yàn)力F(N)除以標(biāo)準(zhǔn)片與壓頭之間的接觸面積S(mm2)所得的值，該面積根據(jù)在試驗(yàn)力F(N)下通過(guò)壓頭(四方錐金剛石，相對(duì)面角=136?)在標(biāo)準(zhǔn)片上形成的壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度d(mm，兩個(gè)方向長(zhǎng)度的平均值)計(jì)算。k為常數(shù)(1/g=1/9.80665)。

維氏硬度測(cè)量范圍大，可測(cè)量硬度為10~1000HV范圍的材料，壓痕小，一般用來(lái)測(cè)量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。

適用范圍：由于試驗(yàn)時(shí)加載的壓力小，壓入深度淺，對(duì)工件損傷小。特別適用于測(cè)量零件的表面

維氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：保留了布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)，既可測(cè)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(yōu)點(diǎn)但是也各有缺點(diǎn)，要求精度高的需要使用維氏硬度計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量了,但是維氏硬度的試驗(yàn)操作較麻煩，一般在生產(chǎn)上很少使用，多用于實(shí)驗(yàn)室及科研方面。

硬度的選擇