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机械制造中使用的工具、量具、模具等，需要具有足够的硬度，才能保证其使用性能和寿命，今天小编就来和大家聊聊与“硬度”有关的话题。
硬度是衡量材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力的指标。一般来说，材料越硬，耐磨性越好。例如，齿轮等机械零件需要一定的硬度才能保证足够的耐磨性和使用寿命。
硬度类型
硬度类型/点击查看大图
如上图所示，原来硬度的种类那么多啊……今天给大家介绍一下金属硬度中常见又实用的压痕硬度试验。
硬度的定义
布氏硬度
布氏硬度（符号HB）试验方法是公认的硬度规范中，最早发展和总结的方法，并由此引发了其他硬度试验方法的出现。
布氏硬度试验的原理是：压头（钢球或硬质合金球，直径Dmm）施加试验力F，试样压紧后，由压头留下的凹部直径d（mm）计算出球压头与试样的接触面积S（mm2），除以试验力即可得到该值。压头为钢球时，压头符号为HBS，为硬质合金球时，压头符号为HBW。k为常数（1/g=1/9.80665=0.102）。
维氏硬度
维氏硬度（符号HV）是应用最广泛的一种试验方法，可用任意试验力进行试验，尤其在9.807N以下的显微硬度领域应用最为广泛。
维氏硬度是将试验力F（N）除以标准板与压头的接触面积S（mm2）后得到的值，该面积S是通过压头（四方锥菱形，相对面角=136°）在试验力F（N）作用下在标准板上形成的压痕的对角线长度d（mm，两个方向长度的平均值）计算得出的。k为常数（1/g=1/9.80665）。
努氏硬度
克努普
努普硬度（符号HK）是将菱形金刚石压头（对角为172˚30'和130˚）以试验力F压入标准板上，根据压痕的长对角线长度d（mm）计算出的压痕投影面积A（mm2）除以试验力后得到的值，如下式所示。努普硬度也可以通过将显微硬度计的维氏压头替换为努普压头来测量。
洛氏硬度和洛氏表面硬度
测量洛氏硬度（符号HR）或洛氏表面硬度前，必须用金刚石压头（尖锥角120°，尖端半径0.2mm）或球形压头（钢球或硬质合金球）对标准板施加预紧力，然后施加试验力，再恢复预紧力。
硬度值源自硬度公式，以预紧力与试验力之间的压痕深度h（μm）差来表示。洛氏硬度试验的预紧力为98.07N，而洛氏表面硬度试验的预紧力为29.42N。与压头类型、试验力和硬度公式一起提供的特定符号称为标尺。日本工业标准（JIS）定义了各种相关的硬度标尺。
硬度试验机操作简便、快捷，可直接在原材料或零件表面进行测量，因此得到广泛的应用。
硬度试验机系列
显微维氏硬度计 HM 系列
维氏硬度计 HV 系列
洛氏硬度计HR系列
便携式里氏硬度计 HH 系列
以下是选择硬度测试方法的指南，供您参考：
硬度选择指南
硬度选择换算
1.努氏硬度与维氏硬度的换算
（1）基于相同硬度的物体对努氏和维氏压头的抵抗力相等的事实，推导出维氏和努氏压头在载荷作用下的应力，再根据σHK=σHV，得出：HV=0.968HK。此公式是在低载荷下测得的，误差较大。另外，当硬度值大于HV900时，此公式误差较大，失去参考价值。
（2）经过推导和修改，提出努氏硬度与维氏硬度的换算公式如下：
经实际数据验证，该公式最大相对换算误差为0.75%，具有较高的参考价值。
2.洛氏硬度与维氏硬度的换算
（1）Hans 提出的转换公式
经修正后，洛氏硬度与维氏硬度的换算公式为：
此公式是利用我国公布的黑色金属硬度标准数据进行换算的，其HRC误差基本在±0.4HRC范围内，最大误差仅为±0.9HRC，计算出的HV最大误差为±15HV。
（2）根据不同压头的应力，σHRC=σHV，通过分析洛氏硬度与维氏硬度压痕深度的关系曲线，得出以下公式：
此公式与国家标准实验换算值进行对比，换算计算结果与标准实验值误差为±0.1HRC。
（3）根据实际试验数据，采用线性回归法探讨了洛氏硬度与维氏硬度之间的换算关系，得到了以下公式：
该公式适用范围较小，误差较大，但计算方便，在精度要求不高时可以采用。
3.洛氏硬度与布氏硬度的换算
（1）分析布氏压痕与洛氏压痕的深度关系，推导出基于压头应力的换算公式σHRC=σHB
将计算结果与国家标准实验值进行对比，换算后的计算结果与标准实验值误差为±0.1HRC。
（2）该公式是根据实际实验数据，通过线性回归方法得出的
该公式误差较大，适用范围较小，但计算方便，在精度要求不高时可采用。
4.布氏硬度与维氏硬度的换算
布氏硬度与维氏硬度的关系也是由公式σHB=σHV推导出来的
此公式换算结果与国家标准换算值进行比较，换算误差为±2HV。
5.努氏硬度与洛氏硬度的换算
由于努普硬度与洛氏硬度的对应曲线类似抛物线，因此由曲线得出的近似换算公式为：