硬度反映了材料弹塑性变形特性，是一项重要的力学性能指标。与其他力学性能的测试方法相比，硬度试验具有下列优点：试样制备简单，可在各种不同尺寸的试样上进行试验，试验后试样基本不受破坏；设备简便，操作方便，测量速度快；硬度与强度之间有近似的换算关系，根据测出的硬度值就可以粗略地估算强度极限值。所以硬度试验在实际中得到广泛地应用。
硬度测定是指反一定的形状和尺寸的较硬物体（压头）以一定压力接触材料表面，测定材料在变形过程中所表面出来的抗力。有的硬度表示了材料抵抗塑性变形的能力（如不同载荷压入硬度测试法），有的硬度表示材料抵抗弹性变形的能力（如肖氏硬度）。通常压入载荷大于9.81n（1kgf）时测试的硬度叫宏观硬度，压力载荷小于9.81n（1kgf）时测试的硬度叫微观硬度。前者用于较在尺寸的试件，希反映材料宏观范围性能；后者用于小而薄的试件，希反映微小区域的性能，如显微组织中不同的相的硬度，材料表面的硬度等。
硬度计的种类很多，这里重点介绍zui常用的洛氏、布氏、维氏和显微硬度测试法。
14.1 洛氏硬度测试法
一、洛氏硬度的测量原理
洛氏硬度测量法是zui常用的硬度试验方法之一。它是用压头（金刚石圆锥或淬火钢球）在载荷（包括预载荷和主载荷）作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。
0-0：未加载荷，压头未接触试件时的位置。
1-1：压头在预载荷p0（98.1n）作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。
2-2：加主载荷p1后，压头在总载荷p= p0+ p1的作用下压入试件的位置。
3-3：去除主载荷p1后但仍保留预载荷p0时压头的位置，压头压入试样的深度为h1。由于p1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1-h0。实际代表主载p1造成的塑性变形深度。
h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数k减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号hr表示，则洛氏硬度值为：
此值为无量纲数。测量时可直接在表盘上读出。表盘上有红、黑两种刻度，红色的30和黑色的0相重合。
使用金刚石圆锥压头时，常数k为0.2mm，硬度值由黑色表盘表示，此时
使用钢球（φ=1.588mm）压头时，常数k为0.26mm，硬度值由红色表盘表示，此时
洛氏硬度计的压头共有5种，其中zui常用的有两种：一种是顶角为120°的金刚石圆锥压头，用来测试高硬度的材料；另一种是直径为的淬火钢球，用来测软材料的硬度。对于特别软的材料，有时还使用直径为的钢球作压头，不过这几种比较少用。
为了扩大洛氏硬度的测量范围，可用不同的压头和不同的总载荷配成不同标度的洛氏硬度。洛氏硬度共有15种标度供选择，它们分别为：hra，hrb，hrc，hrd，hre，hrf，hrg，hrh，hrk，hrl，hrm，hrp，hrr，hrs，hrv。其中常用的几种标度列表如下：
表14-1各种洛氏硬度值的符号及应用
标度符号
压头
总载荷
n（kg）
表盘上
刻度颜色
常用硬度
值范围
应用举例
hra
金刚石圆锥
588.6（60）
黑色
70~85
碳化物、硬质合金、表面淬火钢等
hrb
1.588mm钢球
981（100）
红色
25~100
软钢、退火钢、铜合金
hrc
金刚石圆锥
1471.5（150）
黑色
20~67
淬火钢、调质钢等
hrd
金刚石圆锥
981（100）
黑色
40~77
薄钢板、中等厚度的表面硬化工件
hre
3.175mm钢球
981（100）
红色
70~100
铸铁、铝、镁合金、轴承合金
hrf
1.588mm钢球
588.6（60）
红色
40~100
薄板软钢、退火铜合金
hrg
1.588mm钢球
1471.5（150）
红色
31~94
磷青铜、铍青铜
hrh
3.175mm钢球
588.6（60）
红色
铝、锌、铅
二、洛氏硬度计的构造
洛氏硬度计种类很多，构造各不相同，但构造原理及主要部件都相同。
①- 压头 ②-载荷法码 ③--主杠杆 ④-测量杠杆 ①--读数百分表 ②--装压脑处
⑤-表盘 ⑥-缓冲装置 ⑦--载物台 ⑧-升降丝杠 ③-载物台 ④--升降丝杠手轮
⑤--加载手轮 ⑥--卸载手轮
14.2 布氏硬度测试法
一、布氏硬度的测量原理
选择一事实上的载荷p，把直径为d的淬火钢球压入试件表面并保持一定时间，然后卸去载荷，测量钢球在试样表面压出的压痕直径d，计算出压痕面积，算出载荷p与压痕面积的比值，这个比值所表示的硬度就是布氏硬度，用符号hb表示。布氏硬度的测量原理如图11-4所示。设压痕的深度为h，则压痕的球冠面积为：
式中：p——测试用的载荷（kg）；
d——压头钢球的直径（mm）；
d&mdash