金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

一、布氏硬度（HB）

用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗力（F）壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2(MPa)。

其計算公式為：

式中：F？壓入金屬試樣表面的試驗力，N；

D？試驗用鋼球直徑，mm；

d？壓痕平均直徑，mm。

測定布氏硬度較準確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。

舉例：120HBS10/1000130：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗力作用下，保持30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/mm2（MPa）。

二、維氏硬度

代號：HV

單位：無

簡介：以49.03~980.7N的負荷，將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面，保持規(guī)定時間后，用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度，試驗負荷1.961~<49.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負荷<1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。

HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV)以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。

三、洛氏硬度

在規(guī)定的外加載荷下，將鋼球或金剛石壓頭垂直壓入試件表面，產(chǎn)生壓痕，測試壓痕深度，利用洛氏硬度計算公式HR=（K-H)/C便可計算出洛氏硬度。簡單說就是壓痕越淺，HR值越大，材料硬度越高。用"HRC"來表示。比如HRC60，即代表在試驗載荷為150kg下，使用頂角為120度的金剛石圓錐壓頭時，試件的壓痕深度為0.08mm。

洛氏硬度試驗采用三種試驗力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應于洛氏硬度的9個標尺。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。最常用標尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應用最多的硬度試驗方法。HRB標尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實際應用上一般只限于測試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。

表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應于表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充，在采用洛氏硬度試驗時，當遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時，就應改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結(jié)果。表面洛氏硬度的N標尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。

HRC標尺的使用范圍是20~70HRC，當硬度值小于20HRC時，因為壓頭的圓錐部分壓入太多，靈敏度下降，這時應改用HRB標尺。盡管HRC標尺被規(guī)定的上限值為70HRC，但是當試樣硬度大于67HRC時，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會大大縮短，因此一般應改用HRA標尺。

HRA標尺的使用范圍是20-88HRA，由美國標準ASTME140可以獲得以下?lián)Q算關系：

27HRA≈30HRB

60HRA≈100HRB≈20HRC

85.6HRA≈68HRC

可見，HRA標尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼（HRB）、硬鋼（HRC）到硬質(zhì)合金的硬度范圍。然而，事實上HRA標尺很少用于測試軟鋼，主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質(zhì)合金。在硬質(zhì)合金方面，由于技術進步，有些材料硬度已達到93-94HRA，這已超出標準規(guī)定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。HRA標尺有一個特殊用途。在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時，如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼，可先用HRA標尺試測一下，當硬度值小于60HRA時可改用HRB標尺，當硬度值大于60HRA時可改用HRC標尺。

HRB標尺的使用范圍是20~100HRB，當硬度值低于20HRB時，由于鋼球的壓入深度過大，金屬蠕變加劇，試樣在試驗力作用下的變形時間延長，測試值準確度降低，此時應改用HRF標尺。當硬度值大于100HRB時，因為鋼球壓入深度過淺，靈敏度降低，精度下降，此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時，一個特別值得注意的地方是：當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時，決不可使用HRB標尺做測試，因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼，鋼球就可能會變形，鋼球壓頭就會損壞，這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭，用HRA標尺測試一下，再決定是用HRB還是用HRC。

HRF標尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺，它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在我國，也存在標準硬度塊短缺的問題，它的應用也受到了限制。

HRG標尺適用于HRB值接近100的材料，對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標尺的高端和HRC標尺低端的材料，如果改用HRG標尺，就可以大大改善測試的靈敏度，提高測試精度。

四、“肖氏硬度”是一種回跳硬度。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲存（繼而釋放）應變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。

這種儀器比較小巧，適用于現(xiàn)場使用，精度不高，但是方便。

五、換算關系：

硬度換算表:布氏硬度與洛氏硬度(來源于切削技術網(wǎng)站)

布氏硬度洛氏硬度抗拉強度布氏硬度洛氏硬度抗拉強度

硬質(zhì)合金球HB3000kg標尺HRA60kg標尺HRB100kg標尺HRC150kg(約磅/英寸2)硬質(zhì)合金球HB000kg標尺HRA60Kg標尺HRB100kg標尺HRC150kg(約磅/英寸2)

-85.6-68.0-33168.1-35.5166，000

-85.3-67.5-32167.5-34.3160，000

-85.0-67.0-31166.9-33.1155，000

76784.7-66.4-30266.3-32.1150，000

75784.4-65.9-29365.7-30.9145，000

74584.1-65.3-28565.3-29.9141，000

73383.8-64.7-27764.6-28.8137，000

72283.4-64.0-26964.1-27.6133，000

712？？26263.6-26.6129，000

71083.0-63.3-25563.0-25.4126，000

69882.6-62.5-24862.5-24.2122，000

68482.2-61.8-24161.8100.022.8118，000

68282.2-61.7-23561.499.021.7115，000

67081.8-61.0-22960.898.220.5111，000

65681.3-60.1-223-97.320.0-

65381.2-60.0-217-96.418.0105，000

64781.1-59.7-212-95.517.0102，000

63880.8-59.2329，000207-94.616.0100，000

63080.6-58.8324，000201-93.815.098，000

62780.5-58.7323，000197-92.8-95，000

60179.8-57.3309，000192-91.9-93，000

57879.1-56.0297，000187-90.7-90，000

55578.4-54.7285，000183-90.0-89，000

53477.8-53.5274，000179-89.0-87，000

51476.9-52.1263，000174-87.8-85，000

49576.3-51.0253，000170-86.8-83，000

47775.6-49.6243，000167-86.0-81，000

46174.9-48.5235，000163-85.0-79，000

44474.2-47.1225，000156-82.9-76，000

42973.4-45.7217，000149-80.8-73，000

41572.8-44.5210，000143-78.7-71，000

40172.0-43.1202，000137-76.4-67，000

38871.4-41.8195，000131-74.0-65，000

37570.6-40.4188，000126-72.0-63，000

36370.0-39.1182，000121-69.8-60，000

35269.3-37.9176，000116-67.6-58，000(0001)鋼鐵洛適與肖實氏硬度對照

最后更新：2003年3月4日

序號肖氏HS洛氏HRC

196.668

295.667.5

394.667

493.566.5

592.666

691.565.5

790.565

889.464.5

988.464

1087.663.5

序號肖氏HS洛氏HRC

1186.563

1285.762.5

1384.862

148461.5

1583.161

1682.260.5

1781.460

1880.659.5

1979.759

2078.958.5

序號肖氏HS洛氏HRC

2178.158

2277.257.5

2376.557

2475.656.5

2574.956

2674.255.5

2773.555

2872.654.5

2971.954

3071.253.5

序號肖氏HS洛氏HRC

3170.553

3269.852.5

336952

3468.551.5

3567.751

366750.5

3766.350

386549

3963.748

4062.347

序號肖氏HS洛氏HRC

416146

4259.745

4358.444

4457.143

4555.942

4654.741

4753.540

4852.339

4951.138

505037

序號肖氏HS洛氏HRC

5148.836

5247.835

5346.634

5445.633

5544.532

5643.531

5742.530

5841.629

5940.628

6039.727

序號肖氏HS洛氏HRC

6138.826

6237.925

633724

6436.323

6535.522

6634.721

673420

6833.219

6932.618

7031.917

序號肖氏HS洛氏HRC

7131.416

7230.715

7330.114

7429.613