一個(gè)產(chǎn)品,其中許多零部件都要有一定的硬度,否則,其零部件可能還未在出廠前的裝配中就變形或出某種問(wèn)題而使產(chǎn)品無(wú)法出廠,或者出了廠后因某個(gè)零部件不耐磨而無(wú)法使用.因此,產(chǎn)品的零部件的硬度測(cè)試在生產(chǎn)中是極其重要的,特別是模具的生產(chǎn).
硬度的測(cè)試主要有測(cè)金屬和非金屬（塑料、橡膠等）兩大類(lèi).許多產(chǎn)品都需要知道其零部件的硬度,比如一付模具,如硬度不夠,就會(huì)很快磨損；有時(shí)小到一個(gè)螺釘也要知道其硬度,防范它是用A3低碳鋼制成而造成螺紋易滑扣；現(xiàn)大量的電子產(chǎn)品用塑料制成外殼,也常需要測(cè)其硬度.測(cè)鋼材硬度的參數(shù)叫洛氏硬度（一般為硬度較高的鋼材）；測(cè)未經(jīng)淬火的鋼材、鑄鐵、有色金屬及質(zhì)軟的軸承合金材料的參數(shù)叫布氏硬度；測(cè)鋁、鋁合金及薄板金屬材的參數(shù)叫維氏硬度.測(cè)橡膠、塑料用的參數(shù)叫肖氏硬度（又稱(chēng)邵氏硬度）.各種硬度都可互相轉(zhuǎn)換.還有一種叫里氏硬度的,主要是測(cè)鋼材用,也用于測(cè)其它材料,可換算成其它硬度.
選用硬度計(jì)可按以下硬度計(jì)的類(lèi)別來(lái)選.
測(cè)量金屬硬度的硬度計(jì)主要有：
1． 洛氏硬度計(jì).用于各種鋼材（含合金鋼、不銹鋼）硬度的測(cè)試.這是最重要的、最常用的一類(lèi)硬度計(jì).有以下幾種：
①洛氏硬度計(jì).指手動(dòng)打硬度的,指針顯示的.這是最早也是最普通用于鋼材硬度測(cè)試的硬度計(jì),可以測(cè)硬質(zhì)合金、淬火鋼和未經(jīng)淬火鋼材.硬度較軟的鑄鐵、薄于2毫米的板材均不適合于用此種硬度計(jì).
有三種試驗(yàn)力,從小到大,共有三種硬度：HRA、HRB、HRC,其中淬火鋼材、模具鋼常用HRC.
② 電動(dòng)洛氏硬度計(jì).性能同①.不用人工手動(dòng)打硬度,可以得到較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù).
③ 數(shù)顯洛氏硬度計(jì).性能同②.其為數(shù)字顯示,讀數(shù)方便.
④ 數(shù)顯表面洛氏硬度計(jì).當(dāng)金屬硬度層比較薄時(shí),如用一般洛氏硬度計(jì)就會(huì)將硬度層打穿,而測(cè)不到其表面硬度層的真正硬度.這時(shí)要用洛氏表面硬度計(jì).由于表面層較薄,人工手動(dòng)打就不易控制,一般都為電動(dòng),且為數(shù)顯,所以是數(shù)顯表面洛氏硬度計(jì).用于經(jīng)過(guò)滲碳或滲氮的鋼材、電鍍層為主,以及用于想知道金屬如鋼材、合金鋼、硬質(zhì)合金表面的硬度.
⑤ 數(shù)顯洛氏、表面洛氏硬度計(jì).能測(cè)一般的洛氏硬度,又能測(cè)表面洛氏硬度.根據(jù)壓頭匹配和標(biāo)尺選擇,可測(cè)參數(shù)為HRA、B、C、D、E、F、G、H和K.CPU數(shù)據(jù)處理.機(jī)子除配有打印機(jī)外,還有RS-232計(jì)算機(jī)接口.
2． 維氏硬度計(jì).用于測(cè)黑色金屬、有色金屬、硬質(zhì)合金（如鋁合金）及表面滲碳、滲氮層的硬度,用HV表示.
對(duì)于表面層很薄、硬度又較低的材料,要用小負(fù)荷維氏硬度計(jì).這種硬度計(jì)帶有顯微鏡（有的生產(chǎn)廠稱(chēng)為顯微硬度計(jì)）以便觀察打出的凹痕,有的還配有編程計(jì)算器,能使硬度值的計(jì)算迅速準(zhǔn)確.還有一種稱(chēng)微小維氏硬度計(jì),最小試驗(yàn)力只有10克力（10gf）.
3． 布氏硬度計(jì).測(cè)未經(jīng)淬火的鋼材、鑄鐵、有色金屬及質(zhì)軟的軸承合金材料,用HBW表示.除一般數(shù)顯布氏硬度計(jì)外,還有攜帶式布氏硬度計(jì)、錘擊式布氏硬度計(jì)和門(mén)式布氏硬度計(jì).
4． 布洛維硬度計(jì).即,可以打布氏、洛氏、維氏三種硬度的硬度計(jì).比較適合于開(kāi)發(fā)、研究用.（工廠一般為大批量、同產(chǎn)品,用專(zhuān)用的較方便）
5． 邵氏硬度計(jì)（又稱(chēng)肖氏硬度計(jì),這是因?yàn)橛捕扔?jì)都以外國(guó)人的姓氏稱(chēng)呼,譯音不同就有不同的中文字）.我國(guó)在這方面標(biāo)準(zhǔn)不多,只有HA和HD兩種,前者為較軟橡膠類(lèi)硬度參數(shù),后者為較硬的橡膠或塑料硬度參數(shù).需要指出,有的塑料硬度很高,如“賽鋼”（可做成齒輪等耐磨件）,并不適合于用邵氏硬度計(jì)來(lái)測(cè)硬度.
國(guó)產(chǎn)的邵氏硬度計(jì)有：LX-A（適合于較軟的橡膠或塑料）和CY-D（適合于較硬的橡膠和塑料）兩種.
外國(guó)的種類(lèi)較多.日本“得樂(lè)”牌有：GS-701N（適合于海綿、毛毯、軟質(zhì)橡膠、硬質(zhì)發(fā)泡膠等）,GS702N（適合于硬質(zhì)橡膠,軟質(zhì)塑料等）,GS706N（適合于一般橡膠）,GS709N（適合于一般橡膠、一般軟質(zhì)塑料）.日本的ASKER、美國(guó)的PTC又各自立其規(guī)格,但硬度標(biāo)準(zhǔn)仍為0—100度.
邵氏硬度計(jì)可手工測(cè)量,由于手工的力度控制不是很穩(wěn)定,所以可以加一底座,用定壓荷重器施力,測(cè)量就比較準(zhǔn)確.但一般底座都比硬度計(jì)本身貴好多.由于我國(guó)對(duì)橡膠硬度的精度要求并不太高,許多廠家就省去底座.
6． 德國(guó)FISCHER公司FISCHERSCOPE®H100C是一種計(jì)算機(jī)控制的用于微硬度測(cè)試的測(cè)量?jī)x.主要用于電鍍層、油漆層、有機(jī)物層等的硬度測(cè)量,最小可測(cè)到1微米的鍍層.
7．里氏硬度計(jì).這是一種能將各種硬度值進(jìn)行換算的較小型的硬度計(jì).主要用于對(duì)金屬材料的測(cè)試,特別是對(duì)較大型的工件.由于有多種沖擊裝置,購(gòu)買(mǎi)時(shí)要根據(jù)具體需要來(lái)選定.主要是用于模具的測(cè)試,因一般的洛氏硬度計(jì)很難對(duì)大型的模具進(jìn)行測(cè)試.我國(guó)還未有這方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),用里氏硬度計(jì)測(cè)試后的數(shù)據(jù)可進(jìn)行轉(zhuǎn)換.
8．鉛筆硬度計(jì).這是用于涂層硬度的檢測(cè),為將一支鉛筆夾在“小車(chē)”上,讓其在涂層上滑動(dòng),根據(jù)鉛筆的硬度和涂層上的劃痕來(lái)判斷涂層的硬度.
各種材料硬度的測(cè)試設(shè)備基本上就為上面的幾種.
材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱(chēng)為硬度.試驗(yàn)鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低.這種方法稱(chēng)為銼試法這種方法不太科學(xué).用硬度試驗(yàn)機(jī)來(lái)試驗(yàn)比較準(zhǔn)確,是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法.常用的硬度測(cè)定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測(cè)試方法.
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo),它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力.硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念,而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo).硬度試驗(yàn)根據(jù)其測(cè)試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法.
布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（參照GB/T231－1984）,生產(chǎn)中常用布氏硬度法測(cè)定經(jīng)退貨、正火和調(diào)質(zhì)得剛健,以及鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼等毛胚或半成品的硬度.
洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種,它們的測(cè)量范圍和應(yīng)用范圍也不同.一般生產(chǎn)中HRC用得最多.壓痕較小,可測(cè)較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度.
維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999）,測(cè)量極薄試樣.
1、鋼材的硬度 ：金屬硬度(Hardness)的代號(hào)為H.按硬度試驗(yàn)方法的不同,常規(guī)表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等,其中以HB及HRC較為常用.
HB應(yīng)用范圍較廣,HRC適用于表面高硬度材料,如熱處理硬度等.兩者區(qū)別在于硬度計(jì)之測(cè)頭不同,布氏硬度計(jì)之測(cè)頭為鋼球,而洛氏硬度計(jì)之測(cè)頭為金剛石.
HV-適用于顯微鏡分析.維氏硬度(HV) 以120kg以?xún)?nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV).
HL手提式硬度計(jì),測(cè)量方便,利用沖擊球頭沖擊硬度表面后,產(chǎn)生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計(jì)算硬度,公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）.
便攜式里氏硬度計(jì)用里氏（HL）測(cè)量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度.或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測(cè)量硬度值.
2、HB - 布氏硬度；
布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時(shí)候,如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵.洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料,如熱處理后的硬度等等.
布式硬度(HB)是以一定大小的試驗(yàn)載荷,將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面,保持規(guī)定時(shí)間,然后卸荷,測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑.布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商.一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時(shí)間,去載后,負(fù)荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2).
3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來(lái)確定硬度值指標(biāo).以0.002毫米作為一個(gè)硬度單位.當(dāng)HB>450或者試樣過(guò)小時(shí),不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量.它是用一個(gè)頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度.根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同,分三種不同的標(biāo)度來(lái)表示：
HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等).
HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等).
HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等).
另外：
1.HRC含意是洛式硬度C標(biāo)尺
2.HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛
3.HRC適用范圍HRC 20－－67,相當(dāng)于HB225－－650
若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA.
若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB.
布式硬度上限值HB650,不能高于此值.
4.洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐,試驗(yàn)載荷為一確定值,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力.
布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質(zhì)合金球（HBW）,試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同,從3000到31.25公斤力.
5.洛式硬度壓痕很小,測(cè)量值有局部性,須測(cè)數(shù)點(diǎn)求平均值,適用成品和薄片,歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi).
布式硬度壓痕較大,測(cè)量值準(zhǔn),不適用成品和薄片,一般不歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi).
6.洛式硬度的硬度值是一無(wú)名數(shù),沒(méi)有單位.（因此習(xí)慣稱(chēng)洛式硬度為多少度是不正確的.）
布式硬度的硬度值有單位,且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系.
7.洛式硬度直接在表盤(pán)上顯示、也可以數(shù)字顯示,操作方便,快捷直觀,適用于大量生產(chǎn)中.
布式硬度需要用顯微鏡測(cè)量壓痕直徑,然后查表或計(jì)算,操作較繁瑣.
8.在一定條件下,HB與HRC可以查表互換.其心算公式可大概記為：1HRC≈1/10HB.
硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單易行的一種試驗(yàn)方法.為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn),生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系.
實(shí)踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系.因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的,材料的強(qiáng)度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高