硬度適用于大部分材料，特別是金屬，這種價值、直觀有效、廣泛應用的機械試驗法已經以各種形式應用了 250多年。當然，作為一種材料特性，其價值和重要性不可低估，硬度測試的信息通常需要與其他材料檢定技術（如拉力或壓力）一起使用，以提供關鍵的性能信息。

材料檢測和硬度測試的作用和重要性？試想材料測試和硬度測試為結構分析、航空航天、汽車制造、質量控制、失效分析和其他生產領域和行業提供的信息及其重要意義。測定這些材料特性能確保我們深入研究從原料、制備試樣到zui終產品的各類組件的耐久性、強度、彈性和性能。

硬 度測試是廣泛采用的材料檢測技術。它操作簡單，通常只產生zui少的破壞或*不會破壞材料，而且與其他材料檢定設備相比，大部分硬度測試儀器并不昂貴。此 外，它通常能直接在組件上進行測試而，無需重大改裝。雖然隨著電子時代和電腦時代的進步，測試技術和硬件水平都顯著提高，但早期的硬度測試技術仍包括簡單 的劃痕試驗。這些試驗需要采用一根硬度從一端到另一端遞增的棒材。測試材料的水平面會在棒材上形成一道劃痕，它是試樣硬度的決定因素。后來的硬度測試法改 為使用金剛石劃片劃擦材料表面，然后測量產生線條的寬度，再后來，又采用在試驗力作用下的鋼球在材料表面產生壓痕。隨著制造需求日益增長，工業化程度 不斷提高，人們研發了更、更有效的設備和硬度測試法。要確定一種準確有效的硬度測試法，以滿足繁重的制造需求，確保進行結構失效分析和設計結構完善的 材料，以充分融入日益增長的基礎設施建設。近年來，由于硬件、電子和軟件技術的飛速發展，出現了更*的硬度測試設備，它們能更快速、更可靠、更 地運行，并提供極有價值的信息和特性數據。

到底什么是壓痕硬度測試？zui 基本和zui常用的定義是材料抗*塑性變形的能力。雖然其他硬度測試技術（如回跳高度測試、電磁和超聲測試）也在各類應用環境下使用，并通過其他技術測量材 料硬度，但壓痕硬度測試能提供可靠、直觀和易于理解的試驗結果。它要求在規定的時間內，采用一定的試驗力，將具有規定幾何外形和特性的壓頭壓入材料表面， 然后測量壓入深度或壓痕尺寸。測試的材料越柔軟，壓入深度或壓痕尺寸就會更大。常用的硬度測試法包括洛氏（壓痕深度或未復原的壓痕）、努氏/維 氏和布氏（壓痕面積）硬度測試法。洛氏硬度測試能快速產生結果，因此這種方法zui常用，它通常用于測試金屬和合金材料。努氏和維氏硬度測試更適合測試薄材、 鍍層和金相鑲樣。布氏硬度測試一般用于測試鑄鐵、大型鋼構架和鋁材。在使用手持設備時，有些硬度測試能在幾秒內完成。硬度測試產生的壓痕要么可以磨平，要 么非常小，所以不會影響組件的性能或外觀。由于能對組件直接進行測試，所以在向客戶發貨前，可以檢查每件產品或對產品進行抽查。

這些常用的硬度測試如何進行？洛 氏硬度測試以初始試驗力產生的壓痕深度測量值和總試驗力產生的額外深度測量值之間的反比關系為依據。先施加初始試驗力，確定基準零位。然后在規定時間內施 加并消除總試驗力，保留施加的初始試驗力。產生的洛氏硬度數表示施加總試驗力后，與基準零位之間的壓痕深度差。整個測試過程只需幾秒鐘，測試塑料zui長只需 15 秒。用戶能快速直接獲取洛氏硬度測試的結果，無需再次進行尺寸測量。zui常用的壓頭是用于測試硬化鋼和碳化物的 120 度金剛石錐體。通常使用直徑在 1/16” - 1/2”之間的碳化鎢球測試更柔軟的材料。洛氏硬度標尺由壓頭和試驗力的組合構成。這些組合能構成 30 種不同的標尺，并采用實際硬度數加字母 HR 和單獨標尺表示。記錄的硬度數 HRC 63 表示洛氏硬度 C 級 63。數值越高，表示材料越硬，如硬化鋼或碳化鎢。它們的 HRC 硬度值超過 70 HRC。洛氏硬度測試的試驗力可通過閉環稱重傳感器或傳統的靜載荷系統施加。

這 些常用的硬度測試如何進行？洛氏硬度測試以初始試驗力產生的壓痕深度測量值和總試驗力產生的額外深度測量值之間的反比關系為依據。先施加初始試驗力，確定 基準零位。然后在規定時間內施加并消除總試驗力，保留施加的初始試驗力。產生的洛氏硬度數表示施加總試驗力后，與基準零位之間的壓痕深度差。整個測試過程 只需幾秒鐘，測試塑料zui長只需 15 秒。用戶能快速直接獲取洛氏硬度測試的結果，無需再次進行尺寸測量。zui常用的壓頭是用于測試硬化鋼和碳化物的 120 度金剛石錐體。通常使用直徑在 1/16” - 1/2”之間的碳化鎢球測試更柔軟的材料。洛氏硬度標尺由壓頭和試驗力的組合構成。這些組合能構成 30 種不同的標尺，并采用實際硬度數加字母 HR 和單獨標尺表示。記錄的硬度數 HRC 63 表示洛氏硬度 C 級 63。數值越高，表示材料越硬，如硬化鋼或碳化鎢。它們的 HRC 硬度值超過 70 HRC。洛氏硬度測試的試驗力可通過閉環稱重傳感器或傳統的靜載荷系統施加。

另一種常見的硬度測試法，布氏硬度測試要求使用直徑 2.5、5 或 10mm 的碳化鎢球，在規定的時間（10 – 30 秒）內施加恒定的荷載或試驗力，通常介于 500 和 3000Kgf 之 間。試驗力加載的時間必須確保金屬的塑性流動停止。在特殊應用條件下，有時需要使用更小的試驗力和直徑更小的碳化鎢球。與努氏和維氏硬度測試相似，布氏硬 度測試只需施加一次試驗力。取消試驗力后，需使用小功率顯微鏡或自動測量設備以毫米為單位測量產生的圓形壓痕。布氏硬度測試通常用于測試鋁和銅合金（以較 小試驗力）以及鋼和鑄鐵（以較大試驗力）。布氏硬度測試法通常不能測試淬火鋼，但它非常適合測試特定材料的表面處理層，因為它采用更大的壓頭和試驗力，所 以不受材料表面條件的影響。布氏硬度計通常用于測試大型零件，如發動機鑄件和大口徑管道。

硬 度測試在進行材料檢測、質量控制和組件驗收時發揮了重要作用。我們依靠這些數據來驗證熱處理影響、結構完整性和組件質量，以確定材料是否具備用途要求 的特性。確立硬度結果和所需的材料特性之間的相關性可實現這一目的，并能使硬度測試技術在工業和科研領域發揮更重要的作用，并確保我們的日常用品中采用的 材料不僅設計精妙、實用，而且安全可靠。