金属硬度有哪几种衡量标准？
常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：
1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石
6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石
各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。
试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法
硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW）（参照GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。
洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。
维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。
1、钢材的硬度 ：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，
常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。
HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。
HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。
HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。
便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。
2、HB - 布氏硬度；
布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。
布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
另外：
1.HRC含意是洛式硬度C标尺，
2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛
3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650
若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。
若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。
布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS)或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。
5.洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。
布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。
6.洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。（因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。）
布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。
7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。
布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。
8.在一定条件下，HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为：1HRC≈1/10HB。
硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。
实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。
另外,天然水中的钙美含量也用硬度表示.我国规定的硬度是:1L水中含的钙盐,镁盐折合成CaO和MgO的总量相当于10mgCaO(将MgO也换算成CaO)时,其硬度是1°.
水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类:
很软水 软水 中硬水 硬水 很硬水
0°～4° 4°～8°8°～16° 16°～30° >30°
1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+12
2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15
3.洛式硬度(HRC)= 布式硬度(BHN)/10-3
硬度测定范围:
HS<100
HB<500
HRC<70
HV<1300
金属材料表面抵抗其它更硬物体压人的能力称为硬度。常用的硬度指标有布氏硬度(HBS或I-HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRc)、维氏硬度(Hv)及肖氏硬度(HS)。
根据GB23-84规定，布氏硬度表示符号为HBS和HBW两种。压头为淬火钢球时用HBS表永。一般用于测量软的钢材、灰铸铁、有色金属等布氏硬度在。450以下的材料，压头为硬质合金时，则用HBW表示，适用于布氏硬度值在450以上的材料。
洛氏硬度用于测量各种钢材、有色金属、经淬火后的高硬度工件、表面热处理工件及硬质合金等；维氏硬度广泛应用在精密工业和材料科学研究中，特别是用来测定金属薄膜层或化学处理后的表面层硬度，以及较小、较薄工件的硬度。
各硬度值根据有关表格可以相互换算。如538HBW=78.4HRA=55HRC=587Hv。
1、HRC是采用150Kg载荷和120°金刚石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料。
洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
2、HB是布氏硬度，以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2(N/mm2)。
布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。
3、HV也就是维氏硬度，和洛氏硬度区别主要在硬度实验时，压痕形状不一样。
以49.03～980.7N的负荷,将相对面夹角为136°的 时代欧普维氏硬度计
方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷﹤1.949.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷﹤1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。
硬度，物理学专业术语，材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。
一、力学性能--强度
强度——金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。
1．拉伸试样
d——试样直径
Lo——标距长度
2．力－伸长曲线
弹性变形阶段--屈服阶段--强化阶段--缩颈阶段
3．强度指标
（1）屈服强度：当金属材料出现屈服现象时，在实验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。屈服强度计算公式如下：
（2）抗拉强度Rm ：材料在断裂前所能承受的最大的应力。抗拉强度计算公式如下：
二、力学性能--塑性
塑性——材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力。
1．断后伸长率A ：试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。
2．断面收缩率Z ：试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面面积比值的百分率
三、力学性能--硬度
硬度——材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是通过在专用的硬度试验机上实验测得的。
1．布氏硬度：用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为Pa，但一般均不标出，用符号HBW表示：
表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。当保持时间为10～15s时可不标。
应用范围：主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的材料。
2．洛氏硬度：洛氏硬度（HR）测试，当被测样品过小或者布氏硬度（HB）大于450时，就改用洛氏硬度计量。试验方法是用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。
[布氏硬度hb]
布氏硬度是用载荷为p的力把直接d的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积ab，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作hb.
hb=p/ab=p/(πdh)=2p/(πd(d-sqd(d2-d2)))
单位：p-kgf,d,h-mm
对钢来说，一般选用的钢球d为10mm，载荷p为3000kgf,压入时间为10秒。试验所得直径d应在0.25d-0.6d的范围内。布氏硬度的使用上限是hb450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
[洛氏硬度hr]
洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。
洛氏硬度(hr)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120º的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。hra以60kgf的负荷试验，硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层hrc以150kgf的负荷试验，硬度有效范围是20-67(相当于hb230-700)，适用于淬火钢及调质钢。
软质压头由直径1.588mm(1/16")的钢球制成，使用于退火钢、有色金属等，以hrb表示，硬度有效范围是25-100（相当于hb60-230)。
这三种洛氏硬度在表盘上刻度的颜色有所规定，hra和hrc为黑色刻度，hrb为红色刻度。
[维氏硬度hv]
维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136º的金刚石四方锥体。
试验时，在载荷p的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积av，以p/av的数值表示试样的硬度，以hv表示。
hv=p/av=1.8544p/d2
载荷p的大小可根据试样的不同选择，一般为5-100kgf。
一般硬度测量方法对应的处理范围：
1.
hra:(洛氏a)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。
2.
hk:(knoop
努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
3.
hrc:(rockwell
c洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。
4.
hrb:(rockwell
b洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
5.
hr30t:(rockwell
30t洛氏)
用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。
6.
hb5:(brinell
布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。
7.
hb30:(brinell
布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
8.
hv:(vickers维氏)适用于量测各类材料。
9.
r:(tensile
module拉伸模数
n/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。
10.
hr15n:(rockwell
洛氏hr15n)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。
