硬度试验的试验方法

1900年由瑞典人J.A.布里涅耳首先提出。图1为布氏硬度试验的原理。试验时用一定大小的载荷P(牛顿)把直径为D（毫米）的钢球压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，表面留下直径为d（毫米）的压痕，计算出压痕的表面积F，根据下式得出布氏硬度值，用HB表示。
试验在布氏硬度计上进行。适用于各种退火状态下的钢材、铸铁和有色金属，一般用于硬度小于HB 450的场合。布氏硬度压痕较大，一般以10mm及2.5mm的钢球应用最为广泛，因此布氏硬度检测的硬度值最为代表性，较易得出材料的平均硬度，但所测工件表面压痕明显，不适用于检测成品件。 由美国冶金学家S.P.洛克韦尔所提出，是应用最广的试验方法。试验时以锥角为120°的金刚石圆锥或直径为1.588毫米的钢球为压头，先以初载荷P0压入被测件表面，压入深度为h0。再加主载荷P1，总载荷P=P0+P1，此时压入总深度为h1。卸除主载荷P1，由于试样的弹性变形恢复了h2，因此h=h1-h2-h0。由h值根据式可算出硬度值，式中k为常数。实际上，在洛氏硬度计上可以不经计算直接在表盘上读出HR值。
为了用一种硬度计测定从软到硬的材料硬度，须采用不同的压头和总载荷，组成不同的标尺，常用的有HRA、HRB、HRC 3种方法。
洛氏硬度试验适用于各种钢材、有色金属、淬火后的高硬工件和硬质合金等，因其压痕较小，常用于检测成品及半成品的硬度，但对于组织不均匀的材质会出现检测硬度差别较大的可能性。 英国维克斯公司提出的一种试验方法，用两相对夹角为136°的正棱形角锥以一定载荷P压入被测件表面，由压痕平均对角线长度d（毫米）计算压痕表面积F（毫米2），则维氏硬度值HV可由下式计算得出
维氏硬度值也可根据压痕对角线长度和载荷查表得出。维氏硬度试验适于用来测定金属镀层或化学热处理后的表面层硬度。
当维氏硬度试验的作用载荷在 1千克力（980.5牛顿）以下时，称为显微硬度试验。它可测定材料微小区域内的如金属中的非金属夹杂物或单个晶粒的硬度，可用来鉴别金相组织中的不同组成相，或测定极薄层内的硬度。 将钢球在冲击力作用下压入试样表面，测出被测件上的压痕直径，据此求出硬度值。有两种测法：一种是将钢球在已知的弹簧力的作用下，压入被测件表面，根据压痕大小，得出硬度值。另一种是将钢球置于已知硬度的标准杆和被测件之间，用锤敲击，测出标准杆和被测件的压痕大小，进行比较后，求出被测件的硬度。