硬度是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬度試驗的方法較多，原理也不相同，測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度(du)試驗，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、維氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)則屬于回跳法硬度試驗，其值代表金屬彈性變形功的大小。因此，硬度不是一個單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。
硬度的測(ce)試方法(fa)有：劃痕法(fa)（莫氏(shi)(shi)）、壓入法(fa)（布(bu)氏(shi)(shi)、洛氏(shi)(shi)、維氏(shi)(shi)）、動力法(fa)（里氏(shi)(shi)）。
下面介紹(shao)各(ge)種硬(ying)度(du)測試法：
1. 莫氏(shi)硬(ying)度
這是(shi)(shi)一個最古老的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)是(shi)(shi)1824年由德國礦物學家莫斯(Frederich Mohs)首先(xian)提(ti)出。應用(yong)劃痕法將棱錐形金剛鉆針刻劃所(suo)試(shi)(shi)礦物的(de)(de)表面而發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)劃痕。用(yong)測(ce)(ce)(ce)得的(de)(de)劃痕的(de)(de)深度(du)(du)(du)來(lai)表示硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)：滑石(shi)(shi)(talc)1（硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)最小），石(shi)(shi)膏(gypsum)2，方解石(shi)(shi)(calcite)3，螢石(shi)(shi)(fluorite)4，磷灰(hui)石(shi)(shi)(apatite)5，正長石(shi)(shi)(feldspar;orthoclase;periclase)6，石(shi)(shi)英(ying)(quartz)7，黃玉(yu)(yu)(topaz)8，剛玉(yu)(yu)(corundum)9，金剛石(shi)(shi)(diamond)10。莫氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)也用(yong)于(yu)表示其他固體(ti)物料(liao)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)。但(dan)莫氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)不適合準(zhun)確衡量(liang)，如(ru)鋼或(huo)陶瓷工(gong)業材料(liao)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du) 對于(yu)工(gong)程材料(liao)，各種手段(duan)已經(jing)發(fa)(fa)展了(le)多(duo)年，提(ti)供精確的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)。有(you)了(le)許多(duo)應用(yong)加載測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)力和(he)測(ce)(ce)(ce)量(liang)深度(du)(du)(du)或(huo)由此產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)壓痕尺寸(cun)，硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)就可(ke)宏觀(guan)，微觀(guan)和(he)納米(mi)尺度(du)(du)(du)來(lai)衡量(liang)。
2. 布氏硬度
布式硬(ying)(ying)度(HB，是最早用(yong)來測(ce)(ce)試材料硬(ying)(ying)度)是以一(yi)(yi)(yi)定(ding)大小的(de)(de)試驗載(zai)(zai)荷，將(jiang)一(yi)(yi)(yi)定(ding)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)淬(cui)(cui)硬(ying)(ying)鋼球(qiu)或硬(ying)(ying)質合金球(qiu)壓入被(bei)測(ce)(ce)金屬表(biao)面(mian)，保持規(gui)定(ding)時(shi)間(jian)，然后(hou)卸荷，測(ce)(ce)量(liang)被(bei)測(ce)(ce)表(biao)面(mian)壓痕(hen)直(zhi)徑(jing)。布式硬(ying)(ying)度值是載(zai)(zai)荷除以壓痕(hen)球(qiu)形表(biao)面(mian)積所得的(de)(de)商。一(yi)(yi)(yi)般(ban)(ban)為：以一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)載(zai)(zai)荷(一(yi)(yi)(yi)般(ban)(ban)3000kg)把一(yi)(yi)(yi)定(ding)大小(直(zhi)徑(jing)一(yi)(yi)(yi)般(ban)(ban)為10mm)的(de)(de)淬(cui)(cui)硬(ying)(ying)鋼球(qiu)壓入材料表(biao)面(mian)，保持一(yi)(yi)(yi)段(duan)時(shi)間(jian)，去載(zai)(zai)后(hou)，負荷與(yu)其壓痕(hen)面(mian)積之比值，即為布氏硬(ying)(ying)度值(HB)，單位(wei)為公斤力/mm2 (N/mm2)。
布氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(HB)一般(ban)用(yong)于(yu)材料較軟的(de)(de)時候，如(ru)有(you)色(se)金屬、熱(re)處(chu)理(li)之(zhi)前(qian)或(huo)退(tui)火后的(de)(de)鋼(gang)鐵(tie)。洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(HRC)一般(ban)用(yong)于(yu)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)較高的(de)(de)材料，如(ru)熱(re)處(chu)理(li)后的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)等等。 布式(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)壓痕較大，測量值(zhi)準，不(bu)適用(yong)成(cheng)品和薄片(pian)，一般(ban)不(bu)歸于(yu)無損(sun)檢測一類。但HB應用(yong)范圍較廣。
3. 洛氏硬度
洛式硬(ying)度(du)(du)是以壓(ya)(ya)痕塑性變(bian)形深度(du)(du)來確(que)定(ding)硬(ying)度(du)(du)值指標(biao)。以0.002毫米作為(wei)一個硬(ying)度(du)(du)單(dan)位。當HB>450或者(zhe)試樣過小時，不能采用(yong)布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)(yan)而改用(yong)洛氏(shi)硬(ying)度(du)(du)計量。它是用(yong)一個頂角(jiao)120°的金剛(gang)石圓錐體或直徑為(wei)1.59、3.18mm的鋼球，在一定(ding)載荷下壓(ya)(ya)入被(bei)測材(cai)料(liao)(liao)表(biao)面，由(you)壓(ya)(ya)痕的深度(du)(du)求出材(cai)料(liao)(liao)的硬(ying)度(du)(du)。根據試驗(yan)(yan)材(cai)料(liao)(liao)硬(ying)度(du)(du)的不同(tong)，分三種(zhong)不同(tong)的標(biao)度(du)(du)來表(biao)示：
HRA：是采用(yong)60kg載荷(he)和(he)鉆石錐壓(ya)入(ru)器求得的硬度(du)，用(yong)于硬度(du)極高的材料(如硬質合金等)。
HRB：是采用100kg載荷和(he)直徑1.58mm淬硬的(de)鋼球，求得的(de)硬度，用于(yu)硬度較低的(de)材料(liao)(如退(tui)火鋼、鑄鐵等)。
HRC：是采(cai)用150kg載(zai)荷和鉆(zhan)石錐壓入器求得(de)的(de)(de)硬度，用于硬度很高的(de)(de)材(cai)料(如(ru)淬火鋼等)。
另外(wai)： 1. HRC含(han)意是洛式硬度C標尺， 2. HRC適用范圍HRC 20~67，相(xiang)當于HB225~650 。
若(ruo)硬度高于此范(fan)圍(wei)則用洛(luo)式(shi)硬度A標(biao)(biao)尺(chi)HRA。 若(ruo)硬度低于此范(fan)圍(wei)則用洛(luo)式(shi)硬度B標(biao)(biao)尺(chi)HRB。
表(biao)(biao)(biao)面(mian)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan) ： 表(biao)(biao)(biao)面(mian)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)采用(yong)(yong)三種(zhong)(zhong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)力，兩種(zhong)(zhong)壓頭，它們有6種(zhong)(zhong)組(zu)合，對應(ying)于表(biao)(biao)(biao)面(mian)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)6個標(biao)(biao)尺。表(biao)(biao)(biao)面(mian)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)是對洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)補充，在(zai)(zai)采用(yong)(yong)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)(shi)(shi)，當遇到(dao)材料較薄，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)較小，表(biao)(biao)(biao)面(mian)硬(ying)(ying)化(hua)層較淺或測試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)鍍覆層時(shi)(shi)(shi)，就(jiu)應(ying)改用(yong)(yong)表(biao)(biao)(biao)面(mian)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。這(zhe)時(shi)(shi)(shi)采用(yong)(yong)與洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)相同的(de)(de)(de)壓頭，采用(yong)(yong)只有洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)幾分之一(yi)大小的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)力，就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)上述試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)上得(de)到(dao)有效的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)結果。表(biao)(biao)(biao)面(mian)洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)N標(biao)(biao)尺適用(yong)(yong)于類似洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)HRC、HRA和(he)HRD測試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)材料；T標(biao)(biao)尺適用(yong)(yong)于類似洛氏(shi)(shi)硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)HRB、HRF和(he)HRG測試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)材料。
4. 維(wei)氏(shi)硬度(du)和努(nu)氏(shi)（knoop）試驗
維(wei)氏(shi)(shi)和(he)努(nu)(nu)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)（努(nu)(nu)普顯微壓(ya)(ya)痕(hen)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)）是(shi)在布(bu)氏(shi)(shi)修(xiu)改和(he)測試(shi)用(yong)于測量薄膜涂(tu)層(ceng)或滲碳零(ling)件表面硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)。有(you)了(le)這(zhe)(zhe)些測試(shi)中(zhong)(zhong)，金(jin)字(zi)塔(ta)是(shi)一(yi)個(ge)小(xiao)鉆石壓(ya)(ya)入樣品在外力(li)作用(yong)下(xia)，這(zhe)(zhe)一(yi)點比布(bu)氏(shi)(shi)在測試(shi)中(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)少。之(zhi)間的(de)(de)(de)維(wei)氏(shi)(shi)和(he)努(nu)(nu)氏(shi)(shi)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)差異僅僅是(shi)金(jin)字(zi)塔(ta)形(xing)狀的(de)(de)(de)鉆石壓(ya)(ya)頭。測試(shi)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)維(wei)氏(shi)(shi)壓(ya)(ya)頭，方形(xing)金(jin)字(zi)塔(ta)是(shi)脆性(xing)材料容(rong)易出現裂紋。因(yin)此(ci)，努(nu)(nu)氏(shi)(shi)試(shi)驗(yan)(yan)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)菱形(xing)為(wei)基礎的(de)(de)(de)（對(dui)角線(xian)比7.114:1）錐體壓(ya)(ya)痕(hen)，制定了(le)生(sheng)產(chan)時間，但是(shi)較(jiao)淺的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)痕(hen)。出于同樣的(de)(de)(de)載荷，努(nu)(nu)氏(shi)(shi)壓(ya)(ya)痕(hen)約2.8倍以(yi)上維(wei)克斯縮進。
外(wai)加載荷從(cong)10g中使用(yong)到(dao)1000克。這種低負(fu)荷量創建一個小的(de)(de)(de)縮進，必須在(zai)顯微鏡(jing)下(xia)測(ce)(ce)量。氮化鈦硬(ying)質(zhi)涂(tu)層像的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量，必須采取非常(chang)高倍(bei)率(lv)（即1000倍(bei)），因(yin)為(wei)這么小的(de)(de)(de)縮進。表(biao)(biao)面通(tong)常(chang)需要打(da)磨。的(de)(de)(de)印象的(de)(de)(de)對角線測(ce)(ce)量，這些價(jia)值(zhi)觀是(shi)用(yong)于(yu)獲(huo)取硬(ying)度號碼(ma)（VHN接），從(cong)查找表(biao)(biao)或圖(tu)表(biao)(biao)通(tong)常(chang)。維克斯測(ce)(ce)試可以用(yong)來描述非常(chang)堅(jian)硬(ying)材料，但硬(ying)度是(shi)在(zai)一個非常(chang)小的(de)(de)(de)地區衡(heng)量。
這些值(zhi)表示希(xi)望2500 HK25（或HV25）的含義，在(zai)25克的力載荷(he)2500努普硬度(du)。本努氏和(he)維氏硬度(du)值(zhi)略有(you)不(bu)同，但(dan)對于硬質(zhi)涂層，該值(zhi)是足夠接近的測量誤差(cha)范圍內(nei)，可(ke)以(yi)互換使用(yong)。
5. 肖氏硬度
（肖氏(shi)硬(ying)(ying)度，又(you)稱“邵氏(shi)硬(ying)(ying)度”）和回彈硬(ying)(ying)度測試(shi) 簡稱HS。表示(shi)材料硬(ying)(ying)度的一(yi)種標(biao)準。由英(ying)國人(ren)肖爾(Albert F. Shore)首先提出(chu)。 應用(yong)彈性(xing)回跳法將撞銷(xiao)(xiao)從(cong)一(yi)定高度落(luo)到(dao)所試(shi)材料的表面上而發生回跳。撞銷(xiao)(xiao)是一(yi)只具有尖端的小(xiao)錐，尖端上常鑲有金剛鉆。用(yong)測得的撞銷(xiao)(xiao)回跳的高度來(lai)表示(shi)硬(ying)(ying)度。
肖氏(shi)硬度試(shi)(shi)(shi)驗是(shi)一種動態力試(shi)(shi)(shi)驗，與布、洛、維等(deng)靜態力試(shi)(shi)(shi)驗法相比，準確度稍差，受測(ce)試(shi)(shi)(shi)時的(de)垂直性(xing)，試(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面光(guang)潔(jie)度等(deng)因素(su)的(de)影響，數(shu)據分散性(xing)較(jiao)大(da)，其(qi)測(ce)試(shi)(shi)(shi)結(jie)(jie)果的(de)比較(jiao)只限于(yu)彈性(xing)模量(liang)相同的(de)材料。它對試(shi)(shi)(shi)樣的(de)厚度和(he)重量(liang)都有一定要求(qiu)，不(bu)適于(yu)較(jiao)薄和(he)較(jiao)小試(shi)(shi)(shi)樣，但是(shi)它是(shi)一種輕便(bian)的(de)手提式儀(yi)器(qi)，便(bian)于(yu)現(xian)場測(ce)試(shi)(shi)(shi)，其(qi)結(jie)(jie)構簡單，便(bian)于(yu)操作，測(ce)試(shi)(shi)(shi)效率(lv)高。 肖氏(shi)硬度計適用(yong)(yong)于(yu)測(ce)定黑色金(jin)屬和(he)有色金(jin)屬的(de)肖氏(shi)硬度值。肖氏(shi)硬度計便(bian)于(yu)攜帶，特(te)別適用(yong)(yong)于(yu)冶(ye)金(jin)、重型機械行(xing)業中的(de)中大(da)型工件(jian)，例如(ru)大(da)型構件(jian)、鑄件(jian)、鍛件(jian)、曲軸(zhou)、軋(ya)輥(gun)、特(te)大(da)型齒輪、機床導軌等(deng)工件(jian)。在橡膠、塑料行(xing)業中常稱作邵氏(shi)硬度。
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