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硬度測試適用于大量材料，250多年來，它一直是一種非常重要且經(jīng)常使用的測試，目前可以使用多種測試方法來確定同一試樣的不同硬度值。硬度測試最常用的試驗(yàn)是洛氏（Rockwell）、布氏（Brinell）、維氏（Vickers）和努氏（Knoop）硬度試驗(yàn)。

每項(xiàng)測試都是通過評估和確定對球體、圓錐體或四邊錐狀金剛石壓頭的穿透阻力來測量硬度的。每次測試都會確定壓頭在特定時間段內(nèi)以預(yù)定載荷浸入材料的深度。

雖然洛氏和布氏試驗(yàn)主要適用于金屬和陶瓷，但也可以使用ISO塑料洛氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（ISO 2039-2）。維氏硬度測試可用于測定金屬、某些陶瓷、聚合物甚至一些生物材料的硬度。努氏測試用于測量最薄材料和較軟材料（如油漆和鍍珠寶）的硬度。

洛氏硬度試驗(yàn)是最常用的硬度試驗(yàn)方法。這是一種基于施加荷載和產(chǎn)生的壓痕深度凈增加的測量值。換句話說，當(dāng)施加固定力（載荷）和壓頭已知時，材料越硬，壓痕越小。該方法用于測試所有金屬，不包括表面條件會出現(xiàn)過度變化的情況。

洛氏確定壓頭上的力/載荷產(chǎn)生的永久壓痕深度，例如壓頭可以是特定直徑的碳化鎢球，也可以是120°角和0.2 mm尖端半徑的球形金剛石尖錐，通常稱為“Brale壓頭”。壓頭和試驗(yàn)載荷組合確定硬度標(biāo)度，用字母A、B和C等表示。

選擇合適的洛氏標(biāo)尺時，一般的經(jīng)驗(yàn)法則是選擇能夠確定最大載荷和壓頭組合的標(biāo)尺。這意味著需要考慮可能影響試驗(yàn)結(jié)果的條件，且不超過預(yù)定義的操作條件。這些條件包括但不限于遵守所用洛氏硬度計(jì)的硬度范圍、壓痕深度最小厚度范圍內(nèi)的試樣、靠近試樣邊緣的試驗(yàn)壓痕或其他壓痕。在這些測試參數(shù)中，還應(yīng)考慮圓柱形試樣。

而布氏硬度是通過在特定載荷下將特定直徑的碳化鎢球體應(yīng)用于材料表面，并由光學(xué)測量試驗(yàn)后殘余壓痕的直徑來確定的。布氏硬度試驗(yàn)通常用于測試結(jié)構(gòu)極其粗糙的材料，或當(dāng)表面過于粗糙無法使用其他測試方法（如鑄件和鍛件）測試的材料。

布氏試驗(yàn)通常使用直徑為10mm的壓頭施加非常高的試驗(yàn)載荷（3000 kgf），當(dāng)樣品厚度不支持布氏硬度的較重載荷時，可以使用較輕的載荷/球徑組合。布氏硬度值的計(jì)算方法是將使用的載荷（單位為千克）除以壓痕的實(shí)際表面積（單位為平方毫米）。

維氏和努氏硬度試驗(yàn)方法，也稱為顯微硬度試驗(yàn)方法，由于施加的載荷較輕，通常用于小零件、微觀結(jié)構(gòu)、薄片、斷裂試驗(yàn)、焊接熱影響區(qū)域或外殼深度工作。盡管維氏和努氏試驗(yàn)完全不同于壓頭設(shè)計(jì)和測量壓痕的方式，但它們都采用了相同的試驗(yàn)方法，并且經(jīng)常使用相同的硬度計(jì)進(jìn)行。

它對于在廣泛的材料范圍內(nèi)進(jìn)行測試非常有用，但測試樣品必須盡可能地拋光，以便于測量以微米為單位的壓痕尺寸。盡管“宏觀”維氏載荷的范圍可達(dá)120 kg或更大，但是通常努氏或維氏試驗(yàn)的載荷非常輕，從1 gm到1 kgf不等。

維氏試驗(yàn)方法中的樣品表面承受由四邊錐體金剛石壓頭施加的預(yù)定義載荷。這提供了一個稱為停留時間的標(biāo)準(zhǔn)化時間長度。在顯微鏡下測量產(chǎn)生壓痕的對角線，然后確定維氏硬度值。

努氏硬度測試不同于維氏硬度測試，兩個四邊形金剛石壓頭長度有所加長，并且僅應(yīng)用拉長壓痕的尺寸來確定努氏硬度值。該設(shè)計(jì)的目的是通過所有類型的硬度測試，以最小的滲透量測試較軟材料的硬度。

該測試用于最嚴(yán)格的質(zhì)量控制應(yīng)用，這包括檢查承受極端壓力的焊縫和制造操作中使用的重型機(jī)械?；旧?，使用的試驗(yàn)方法取決于材料類型和預(yù)期硬度。