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硬度介紹

       材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對(duì)外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標(biāo)。由于規(guī)定了不同的測(cè)試方法，所以有不同的硬度標(biāo)準(zhǔn)。各種硬度標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)含義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗(yàn)加以對(duì)比。早在1822年，F(xiàn)riedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上zui硬的和zui軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計(jì)。硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中zui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。

       材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度， 固體對(duì)外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標(biāo)。由于規(guī)定了不同的測(cè)試方法，所以有不同的硬度標(biāo)準(zhǔn)。各種硬度標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)含義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗(yàn)加以對(duì)比。硬度分為：①劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測(cè)材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測(cè)材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。②壓入硬度。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測(cè)材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測(cè)材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時(shí)間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。③回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測(cè)材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲(chǔ)存（繼而釋放）應(yīng)變能的多少（通過小錘的回跳高度測(cè)定）確定材料的硬度。

早在1822年，F(xiàn)riedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上zui硬的和zui軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計(jì)。按照他們的軟硬程度分為十級(jí)：

1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）螢石 5）磷灰石 6）正長石 7）石英8）黃玉 9）剛玉 10）金剛石

各級(jí)之間硬度的差異不是均等的，等級(jí)之間只表示硬度的相對(duì)大小。

試驗(yàn)鋼鐵硬度的zui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。這種方法稱為銼試法這種方法不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)機(jī)來試驗(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)。

硬度區(qū)別

1、洛氏硬度

是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(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*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)。

2、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。布氏硬度(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。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷將一定大小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)。 　　測(cè)試載荷與測(cè)試鋼球的直徑需根據(jù)材料的實(shí)際性能再確定。

3、維氏硬度

維氏硬度試驗(yàn)方法是英國史密斯（R.L.Smith）和塞德蘭德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英國的維克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司試制了*臺(tái)以此方法進(jìn)行試驗(yàn)的硬度計(jì)。和布氏、洛氏硬度試驗(yàn)相比，維氏硬度試驗(yàn)測(cè)量范圍較寬，從較軟材料到超硬材料，幾乎涵蓋各種材料。

4、里氏硬度

里氏硬度是以ＨＬ表示，里氏硬度測(cè)試技術(shù)是由瑞士狄爾馬，里伯博士發(fā)明的，它是用一定質(zhì)量的裝有碳化鎢球頭的沖擊體，在一定力的作用下沖擊試件表面，然后反彈。由于材料硬度不同，撞擊后的反彈速度也不同。在沖擊裝置上安裝有永磁材料，當(dāng)沖擊體上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其外圍線圈便感應(yīng)出與速度成正比的電磁信號(hào)，再通過電子線路轉(zhuǎn)換成里氏硬度值。

5、肖氏硬度（也稱之為邵爾、邵氏硬度）

簡(jiǎn)稱HS。表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國人肖爾(Albert F.Shore)首先提出。應(yīng)用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有的小錐，上常鑲有金剛鉆。測(cè)試數(shù)值為1000x撞銷返回速度/撞銷初始速度（即為碰撞前后的速度比乘以1000）。

6、巴氏硬度

巴柯爾(Barcol)硬度(簡(jiǎn)稱巴氏硬度), zui早由美國 Barber-Colman公司提出，是近代上廣泛采用的一種硬度門類，　一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下，壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義每壓入0.0076mm為一個(gè)巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。

7、努氏硬度

努氏硬度是作為數(shù)值而測(cè)得的硬度，主要在加工方面使用該數(shù)值。一般來說，金剛石的努氏硬度為7000~8000千克/平方毫米

8、韋氏硬度

定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義0.01mm的壓入深度為一個(gè)韋氏硬度單位。韋氏硬度單位表示為HW。

9、水的硬度硬水軟水的區(qū)分在于所含礦物質(zhì)鈣鎂的含量來劃分的，每升中所含有100mg以下的為軟水，含有量超過200mg的屬于硬水。

奶粉沖泡中的使用

軟水因?yàn)橛捕鹊蛯?duì)嬰兒身體負(fù)擔(dān)較輕，作為沖泡奶粉的用水被人們所看好。奶粉因?yàn)楸旧砗械鞍踪|(zhì)和礦物等營養(yǎng)成分，加上高硬度的硬水的沖泡會(huì)加重對(duì)寶寶身體的負(fù)擔(dān)。嬰兒的內(nèi)臟還未發(fā)育*，礦物成分過量攝入可能會(huì)引起消化不良，所以礦物成分含量較低的軟水更適合沖泡奶粉。硬度種類 

1. HRA:(洛氏A)用于量測(cè)熱處理硬質(zhì)鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼及其它軟硬材質(zhì)的硬度測(cè)試。

2. HK:(Knoop 努氏)用于量測(cè)較軟材質(zhì)的鋼及非鐵材料之硬度。

3. HRC:(Rockwell C洛氏)用于量測(cè)熱處理鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。

4. HRB:(Rockwell B洛氏)用于量測(cè)較軟材質(zhì)的鋼及非鐵材料之硬度。

5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量測(cè)較軟材質(zhì)的鋼及非鐵材料之硬度。

6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量測(cè)鋁、軟質(zhì)鋁合金、鑄鐵、銅、黃銅等。

7. HB30:(Brinell 布氏30)用于熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。

8. HV:(Vickers維氏)適用于量測(cè)各類材料。

9. R:(Tensile module拉伸模數(shù) N/mm2)用于熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。

10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量測(cè)熱處理硬質(zhì)鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。硬度測(cè)試方法 

 一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、金屬布氏硬度實(shí)驗(yàn)。

2、金屬洛氏硬度實(shí)驗(yàn)。

3、金屬維氏硬度實(shí)驗(yàn)和顯微維氏硬度實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?/span>

該實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生熟悉金屬布氏、洛氏、維氏硬度計(jì)的使用方法，鞏固硬度試驗(yàn)方法的理論知識(shí)，掌握各種硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理、操作方法及注意事項(xiàng)。要求學(xué)生具有踏實(shí)的理論知識(shí)，同時(shí)也具有嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的作風(fēng)。

三、實(shí)驗(yàn)條件及要求

（一）實(shí)驗(yàn)條件

布氏硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)、維氏硬度計(jì)和顯維硬度計(jì)，讀數(shù)放大鏡，標(biāo)準(zhǔn)硬度塊。推薦試樣用材：灰鑄鐵、硬質(zhì)合金、經(jīng)滲氮后的 38CrMoAl、經(jīng)滲碳淬火后的20 鋼、經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45 鋼、淬火低溫回火的T12 鋼、黃銅。

（二）要求

制備試樣過程中不得使試樣因冷、熱加工影響試驗(yàn)面原來的硬度。試驗(yàn)面應(yīng)為光滑的平面，不應(yīng)有氧化皮及污物，試驗(yàn)面的粗糙度因試驗(yàn)方法不同而不同：測(cè)布氏硬度、洛氏硬度時(shí)，Ra≤0.8μm；測(cè)維氏硬度時(shí)，Ra≤0.2μm；測(cè)小負(fù)荷維氏硬度和顯維硬度時(shí)，Ra≤0.1μm、如果測(cè)定相的硬度時(shí)，試驗(yàn)面應(yīng)進(jìn)行拋光和腐蝕制成金相試樣。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保證試驗(yàn)力垂直作用于試驗(yàn)面上，保證試驗(yàn)面不產(chǎn)生變形、撓曲和振動(dòng)。試驗(yàn)應(yīng)在10～35℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。不同硬度試驗(yàn)對(duì)試樣及試驗(yàn)操作尚有具體要求。

四、實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

1、硬度試驗(yàn)原理。

2、對(duì)試樣的要求。

3、硬度試驗(yàn)方法的選擇。

4、各種硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理、操作方法及注意事項(xiàng)。

5、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得。

6、不同硬度試驗(yàn)方法的關(guān)系。

五、實(shí)驗(yàn)實(shí)施步驟

（一）金屬布氏硬度試驗(yàn)

金屬布氏硬度值是單位壓痕表面積所承受的外力。

1、試驗(yàn)規(guī)范的選擇

布氏硬度試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)測(cè)試材料的硬度和試樣厚度選擇試驗(yàn)規(guī)范，即壓頭材料與直徑、F/D2 值、試驗(yàn)力F 及試驗(yàn)力保持時(shí)間t。

1）壓頭材料與直徑的選擇 壓頭有淬火鋼球和硬質(zhì)合金球兩種。淬火鋼球適用于測(cè)量450HBS 以下材料（如熱軋或正火、退火鋼材，灰鑄鐵，有色金屬及其合金等）的硬度，硬質(zhì)合金壓頭適用于測(cè)量450HBS 以上材料（如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼）的硬度。球體直徑D 的選擇按GB231-2003《金屬布氏硬度試驗(yàn)方法》有五種，即10mm、5mm、2.5mm、2mm 和1mm。壓頭直徑可根據(jù)試樣厚度選擇，見壓頭直徑、壓痕平均直徑與試樣zui小厚度關(guān)系表。選擇壓頭直徑時(shí)，在試樣厚度允許的條件下盡量選用10mm 球體作壓頭，以便得到較大的壓痕，使所測(cè)的硬度值具有代表性和重復(fù)性，從而更充分地反映出金屬的平均硬度。

2）F/D2、試驗(yàn)力F 及試驗(yàn)力的選擇 F/D2 比值有七種：30、15、10、5、2.5、1.25和1，其值主要根據(jù)試驗(yàn)材料的種類及其硬度范圍來選擇。球體直徑D 和F/D2 比值確定后，試驗(yàn)力F 也就確定了。試驗(yàn)須保證壓痕直徑d 在（0.24～0.6）D 范圍內(nèi)，試樣厚度為壓痕深度10 倍以上。

3）試驗(yàn)力保持時(shí)間t 的選擇 試驗(yàn)力保持時(shí)間t 主要根據(jù)試樣材料的硬度來選擇。黑色金屬：t＝10～15s；有色金屬：t＝（30±2）s；<35HBS 的材料：t＝（60±2）s。

2、布氏硬度試驗(yàn)過程

1）試驗(yàn)前，應(yīng)使用與試樣硬度相近的二等標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行校對(duì)，即在硬度塊上不同部位測(cè)試五個(gè)點(diǎn)的硬度，取其平均值，其值不超過標(biāo)準(zhǔn)硬度塊硬度值的±3％方可進(jìn)行試驗(yàn)，否則應(yīng)對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行調(diào)整、修理。

2）接通電源，打開電源開關(guān)。將試樣安放在試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使工作臺(tái)慢慢上升，使試樣與壓頭緊密接觸，直至手輪與螺母產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。同時(shí)應(yīng)保證試驗(yàn)過程中試驗(yàn)力作用方向與試驗(yàn)面垂直，試樣不發(fā)生傾斜、移動(dòng)、振動(dòng)。啟動(dòng)按鈕開關(guān)，在施力指示燈亮的同時(shí)迅速擰緊壓緊螺釘，使圓盤隨曲柄一起回轉(zhuǎn)，直至自動(dòng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)為止，施力指示燈熄滅。從施力指示燈亮到熄滅的時(shí)間為試驗(yàn)力保持時(shí)間，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪取下試樣。

3）用讀數(shù)顯微鏡在兩個(gè)互相垂直的方向測(cè)量出試樣表面的壓痕直徑d1 。

4）重復(fù)以上操作，至少測(cè)三個(gè)點(diǎn)，取壓痕直徑的算術(shù)平均值作為壓痕直徑d。

5）根據(jù)壓痕直徑d 計(jì)算或查表求得布氏硬度值。測(cè)量布氏硬度時(shí)，應(yīng)保證：試樣厚度至少為壓痕深度的10 倍，試驗(yàn)后支撐面應(yīng)無可見變形痕跡；壓痕中心至試樣邊緣的距離應(yīng)不小于壓痕平均直徑的2.5 倍；兩相鄰壓痕中心距離不小于壓痕平均直徑的4 倍；當(dāng)試樣硬度小于35HBS 時(shí)，上述距離分別為壓痕平均直徑的3 倍和6 倍。

（二）金屬洛氏硬度試驗(yàn)

1、金屬洛氏硬度試驗(yàn)方法

金屬洛氏硬度試驗(yàn)常用的三種標(biāo)尺HRA、HRB、HRC 的壓頭有兩種：頂角為120º的金剛石圓錐體和Ф1.588mm（1/16″）的淬火鋼球。所施加的外力有兩類：初試驗(yàn)力（98.1N）和主試驗(yàn)力。初試驗(yàn)力是為了使壓頭與試驗(yàn)表面緊密接觸，避免因試樣表面不平整而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，主試驗(yàn)力使試樣表面產(chǎn)生所需壓痕。試驗(yàn)時(shí)先施加初試驗(yàn)力，然后施加主試

驗(yàn)力。卸除主試驗(yàn)力后，將會(huì)在試樣表面上留下主試驗(yàn)力引起的塑性變形而產(chǎn)生的壓痕。如壓痕深度為h，則洛氏硬度值為：HR=k-(h/0.002)=k-e, k 值因壓頭不同而異：金剛石圓錐體壓頭時(shí)，k＝100；淬火鋼球壓頭。K＝130。

2、金屬洛氏硬度試驗(yàn)過程

1）試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行校對(duì)，方法與布氏硬度計(jì)的校對(duì)方法相同。要求平均硬度值不超過標(biāo)準(zhǔn)塊硬度值的±1％～1.5％時(shí)，方可進(jìn)行試驗(yàn)，否則，應(yīng)對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行調(diào)整、修理。

2）將試樣穩(wěn)定地放置在試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)硬度計(jì)手輪使工作臺(tái)和試樣一起上升，試樣表面與壓頭接觸后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，度盤指針開始轉(zhuǎn)動(dòng)，說明已開始施加初試驗(yàn)力，至98.1N（10kgf，指針達(dá)到規(guī)定標(biāo)志）時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)手輪。3）調(diào)整表盤使指針指向零點(diǎn)（測(cè)HRB 時(shí)對(duì)準(zhǔn)“30” ）時(shí)后，在4～8s 內(nèi)施加完主應(yīng)力。

4）試驗(yàn)力的保持時(shí)間以指針基本停止移動(dòng)為準(zhǔn)開始計(jì)算時(shí)間，其時(shí)間推薦如下：施加試驗(yàn)力后不隨試樣繼續(xù)變形的試樣，保持時(shí)間為≤2s；加試驗(yàn)力后隨時(shí)間慢慢變形的試樣，保持時(shí)間為6～8s；加試驗(yàn)力后隨時(shí)間有明顯變形的試樣，保持時(shí)間為20～25s。

5）在2s 內(nèi)平穩(wěn)地卸除主試驗(yàn)力，保持初試驗(yàn)力。

6）從相應(yīng)的標(biāo)尺刻度上讀出硬度值，度應(yīng)為0.5 刻度。

7）重復(fù)以上操作，對(duì)每個(gè)試樣的試驗(yàn)次數(shù)不得少于4 次（*次不計(jì)）。

8）采用讀數(shù)范圍作為硬度值或采用讀數(shù)的算術(shù)平均值作為硬度值。測(cè)量試樣的洛氏硬度值時(shí)，每次更換壓頭、載物臺(tái)或支座后的zui初兩次試驗(yàn)結(jié)果不能采用。保證相鄰壓痕中心距及壓痕中心至邊緣距離均不小于3mm。

（三）金屬維氏硬度試驗(yàn)

1、金屬維氏硬度試驗(yàn)方法

金屬維氏硬度試驗(yàn)方法與布氏硬度試驗(yàn)方法基本相同，也是根據(jù)壓痕單位表面積所承受的試驗(yàn)力來表示硬度值，不同之處是維氏硬度試驗(yàn)所用壓頭是兩對(duì)面夾角為136º的金剛石正四棱錐體。對(duì)試樣施力后，將在試樣表層壓出一個(gè)正四棱錐形的壓痕，保持規(guī)定時(shí)間卸除試驗(yàn)力后，測(cè)量壓痕表面正方形（實(shí)際情況下可能為菱形等形狀）的對(duì)角線長度d1、d2，取其算術(shù)平均值d(d=( d1+d2)/2),由d 值可通過計(jì)算或查表可得維氏硬度值。

1）試驗(yàn)方法及試驗(yàn)力的選擇

維氏硬度試驗(yàn)常用試驗(yàn)力范圍為49.03～980.7N。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)材料的預(yù)期硬度、試樣厚度、試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行選擇。盡可能選用較大試驗(yàn)力，以減小壓痕尺寸的測(cè)量誤差。

2）試驗(yàn)力保持時(shí)間的選擇 試驗(yàn)力保持時(shí)間因材料不同而異：黑色金屬為10～15s；有色金屬為（30±2）s。

2、金屬維氏硬度試驗(yàn)過程

1）試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

估計(jì)或驗(yàn)證試樣或試驗(yàn)層厚度至少為壓痕對(duì)角線平均長度的1.5 倍。對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行檢查。在沒有安裝試樣的狀態(tài)下啟動(dòng)硬度計(jì)，檢查各部位的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，然后用二等標(biāo)準(zhǔn)硬度塊檢查硬度計(jì)的示值精度是否在允許范圍內(nèi)（±3％硬度塊示值），如果超差時(shí)，應(yīng)排除故障后方能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)力的選擇應(yīng)根據(jù)試樣厚度、預(yù)計(jì)硬度值及硬化層深度來選擇。為得到的試驗(yàn)

結(jié)果，應(yīng)盡量選用較大的試驗(yàn)力，但試樣硬度大于500HV 時(shí)，不允許選用大于490.3（50kgf）的試驗(yàn)力，以免損壞壓頭。當(dāng)測(cè)定金屬表面處理后的硬度時(shí)，表面處理層越薄，應(yīng)選擇越小的試驗(yàn)力。如不知道表面層硬度時(shí)，可選擇不同級(jí)別的試驗(yàn)力由小級(jí)別到大級(jí)別進(jìn)行嘗試性試驗(yàn)，直到兩級(jí)試驗(yàn)力測(cè)出的硬度值基本相等為止，并選用小一級(jí)試驗(yàn)力進(jìn)行正常實(shí)驗(yàn)。

2）維氏硬度試驗(yàn)過程

選擇試驗(yàn)力；接通電源，打開電源開關(guān)；根據(jù)所需試驗(yàn)力，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使所需試驗(yàn)力數(shù)字對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；將試樣放在工作臺(tái)上，試驗(yàn)力施加時(shí)間為2～8s，此時(shí)指示燈亮，試驗(yàn)力保持一段時(shí)間（黑色金屬為10～15s；有色金屬為（30±2）s），卸除試驗(yàn)力，指示燈熄滅；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使實(shí)驗(yàn)表面脫離金剛石壓頭（約7mm）；轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤手柄使物鏡對(duì)準(zhǔn)壓痕，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪至能在測(cè)微目鏡中看到清晰的壓痕為止；測(cè)量壓痕兩對(duì)角線長度，取其算術(shù)平均值即為壓痕對(duì)角線長度；根據(jù)壓痕對(duì)角線長度和所用試驗(yàn)力在維氏硬度換算表中查出硬度值；重復(fù)上述步驟，每個(gè)試樣至少測(cè)量三個(gè)點(diǎn)，且兩相鄰壓痕中心距和任一壓痕中心距試樣邊緣距離是：黑色金屬，≥2.5d；有色金屬，≥5d；同時(shí)同一壓痕對(duì)角線d1、d2，之差不超過短對(duì)角線長度的2％。

3）顯微維氏硬度試樣過程

    制備試樣；調(diào)節(jié)顯微硬度計(jì)底座下面的螺釘，使圓水泡居中，將儀器的工作臺(tái)處于水平位置；根據(jù)材料的情況選擇合適的試驗(yàn)力和保持時(shí)間；接通電源，打開開關(guān)；將試樣放在工作臺(tái)上，使之在顯微鏡的物鏡下，轉(zhuǎn)動(dòng)升降手柄，調(diào)整焦距，并轉(zhuǎn)動(dòng)縱、橫向微分筒，在視場(chǎng)里找出待測(cè)區(qū)域；通過手柄移動(dòng)工作臺(tái)至壓頭下（移動(dòng)時(shí)試樣不要活動(dòng)）；施加試驗(yàn)力，試驗(yàn)力的施加時(shí)間不大于10s，保持10～15s；卸除試驗(yàn)力，將工作臺(tái)輕輕移至顯微鏡的物鏡下（移動(dòng)時(shí)不要讓試樣活動(dòng)）；測(cè)量壓痕對(duì)角線長度，調(diào)整縱、橫微分筒和測(cè)微目鏡的鼓輪，使壓痕的棱角和目鏡中十字交叉線中心地重合，讀出所測(cè)數(shù)值，然后轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪使十字交叉線中心對(duì)準(zhǔn)壓痕的對(duì)面棱角（有時(shí)楞邊不是一直線，而是一曲線時(shí)，應(yīng)以棱角頂點(diǎn)為準(zhǔn)），讀出所測(cè)數(shù)值。兩值之差即為壓痕對(duì)角線長度，根據(jù)放大倍數(shù)求出壓痕對(duì)角線實(shí)際長度；根據(jù)試驗(yàn)力、對(duì)角線長度在顯微維氏硬度換算表中查出硬度值；重復(fù)上述步驟，每個(gè)試樣一般不少于3 個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)對(duì)角線長度時(shí)測(cè)量精度應(yīng)達(dá)到0.4％或0.2μm，相鄰兩壓痕中心距離和壓痕中心至試樣邊緣應(yīng)大于2.5d(d 以大壓痕的對(duì)角線計(jì)算)。硬度測(cè)定 

    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。

壓入法（布氏、洛氏、維氏）測(cè)量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形的能力。

回跳法（肖氏、里氏）測(cè)量硬度，硬度值代表金屬彈性變形功能的大小?？虅澐y(cè)量硬度，硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力。另外,天然水中的鈣鎂含量也用硬度表示.我國規(guī)定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽折合成CaO和MgO的總量相當(dāng)于10mgCaO(將MgO也換算成CaO)時(shí),其硬度是1°.水的硬度是水質(zhì)的重要指標(biāo),通常分為五類:很軟水軟水中硬水硬水很硬水0°～4°4°～8°8°～16°16°～30°>30°

1.肖氏硬度(HS)=布氏硬度(BHN)/10+12

2.肖氏硬度(HS)=洛氏硬度(HRC)+15

3.洛氏硬度(HRC)=布氏硬度(BHN)/10-3

硬度測(cè)定范圍:

HS<100

HBW3~660

HRC20~70，HRA20~88，HRB20~100

HR15N70~94，HR30N42~86，HR45N20~77

HR15T67~93，HR30T29~82，HR45T10~72

HV<4000