金剛石的硬度是10，是世界上硬度最高的物質。這是大家都知道的常識，那么具體什么是硬度，硬度的標準是什么呢？

在物理學中，硬度是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。固體對外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標。由于規(guī)定了不同的測試方法，所以有不同的硬度標準。各種硬度標準的力學含義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗加以對比。

硬度分為：

1、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。

2、劃痕硬度

主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。

1722年，法國的R．-A．F．de列奧米爾首先提出了極粗糙的劃痕硬度測定法。此法是以適當?shù)牧κ贡缓筒牧显谝桓梢欢擞矟u變到另一端軟的金屬棒上劃過，根據(jù)棒上出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的硬度。1822年，F(xiàn)．莫斯以十種礦物的劃痕硬度作為標準，定出十個硬度等級，稱為莫氏硬度。十種礦物的莫氏硬度級依次為：金剛石（10），剛玉（9），黃玉（8），石英（7），長石（6），磷灰石（5），螢石（4），方解石（3），石膏（2），滑石（1）。其中金剛石最硬，滑石最軟。莫氏硬度標準是隨意定出的，不能精確地用于確定材料的硬度，例如10級和9級之間的實際硬度差就遠大于2級和1級之間的實際硬度差。但這種分級對于礦物學工作者野外作業(yè)是很有用的。

3、壓入硬度

壓入硬度主要用于金屬材料，用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，根據(jù)材料表面局部塑性變形的程度比較被測材料的軟硬，材料越硬，塑性變形越小。壓入硬度在工程技術中有廣泛的用途。壓頭有多種，如一定直徑的鋼球、金剛石圓錐、金剛石四棱錐等。載荷范圍為幾克力至幾噸力（即幾十毫牛頓至幾萬牛頓）。壓入硬度對載荷作用于被測材料表面的持續(xù)時間也有規(guī)定。主要的壓入硬度有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等。

1、洛氏硬度

洛氏硬度（HR）測試當被測樣品過小或者布氏硬度（HB）大于450時，就改用洛氏硬度計量。試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為1.59mm/3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。

2、布氏硬度

布氏硬度的測定原理是用一定大小的試驗力F(N)（通常是以3000kgf的壓力F，注：1kgf=9.8N，kgf即一千克的力的意思）,把直徑為D（mm）的淬火鋼球或硬質合金球壓入被測金屬的表面（圖1），保持規(guī)定時間后卸除試驗力，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑d (mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根據(jù) d 從已備好的布氏硬度表中查出HB值。由于金屬材料有硬有軟，被測工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標準的試驗力F和壓頭直徑D，就會出現(xiàn)對某些工件和材料的不適應的現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中進行布氏硬度試驗時，要求能使用不同大小的試驗力和壓頭直徑，對于同一種材料采用不同的F和D進行試驗時，能否得到同一的布氏硬度值，關鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立F和D的某種選配關系，以保證布氏硬度的不變性。 特點：一般來說，布氏硬度值越小，材料越軟，其壓痕直徑越大；反之，布氏硬度值越大，材料越硬，其壓痕直徑越小。布氏硬度測量的優(yōu)點是具有較高的測量精度，壓痕面積大，能在較大范圍內(nèi)反映材料的平均硬度，測得的硬度值也較準確，數(shù)據(jù)重復性強。

3、維氏硬度

單位：kg/mm2 

簡介：維氏硬度

英文詞條名：Vickers-hardness

維氏硬度也是表示材料硬度的一種標準。由英國科學家維克斯首先提出。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，用載荷值除以材料壓痕凹坑的表面積，即為維氏硬度值(HV)。

礦物硬度指礦物抵抗外來機械作用力（如刻畫、壓入、研磨等）侵入的能力。在礦物學中所稱的硬度，通常多是指摩氏硬度，即礦物與摩氏硬度計相比較的刻劃硬度。

1822年，德國礦物學家Friedrich Mohs提出用10種礦物來衡量物體相對硬度，即摩氏硬度，由軟至硬分為十級：1）滑石，2）石膏3）方解石4）螢石5）磷灰石6）正長石 7）石英 8）黃玉 9）剛玉 10）金剛石。

各級之間硬度的差異不是均等的，等級之間只表示硬度的相對大小。

風化、裂隙、雜質以及集合體方式等因素會影響礦物的硬度。風化后的礦物硬度一般會降低。有裂隙及雜質的存在，會影響礦物內(nèi)部連接能力，也會使硬度降低。集合體如呈細粒狀、土狀、粉末狀或纖維狀，則很難精確確定單體的硬度。因此測試礦物硬度要盡量在顆粒大的單體的新鮮面上進行。有時某些礦物具明顯脆性，當他被小刀刻化時極易碎裂成小粒脫落，這并非表示該礦物的硬度小于小刀。

礦物的硬度是礦物的重要物理常數(shù)和鑒定標志。某些礦物的硬度的細微變化常與形成條件有關，因此根據(jù)硬度可以探討礦物的成因。礦物的硬度在工業(yè)技術上有重要意義。例如高精度的金剛石廣泛的用于研磨、切割、拋光等重要工具，低硬度的石墨是重要的固體潤滑劑。礦物硬度是鑒定礦物的重要特征之一。高硬度的礦物如金剛石、剛玉等，其高硬度的性能已被廣泛應用于工業(yè)技術，如高速切削、高級研磨以及用于電氣、航空、精密儀表等。

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。

硬度試驗根據(jù)其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。

布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBS\HBW)（參照GB/T231－1984），生產(chǎn)中常用布氏硬度法測定經(jīng)退火、正火和調(diào)質的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。

洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產(chǎn)中HRC用得最多。壓痕較小，可測較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測量極薄試樣。

維氏硬度簡介維氏硬度是以壓痕測量材料硬度的方法，一般用于表示金屬的的硬度，用符號HV表示。維氏硬度是通過用一個相對面間夾角為136度的金剛石正棱錐體壓頭，在規(guī)定...[查看全部]

里氏硬度是用規(guī)定質量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表面，用沖頭在距離試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度之比計算出的數(shù)值，因LEEB博士提出而得名，故而叫里氏硬度。里氏硬度是由瑞士LEEB博士1978年首次提出的全新的硬度測量方法，依據(jù)里氏硬度測量原理，可以對多種金屬材料進行高精度檢測。

OU2100里氏硬度計測量前可先使用隨機標準里氏硬度塊對儀器進行檢驗,其示值誤差及重復性應不大于表5的規(guī)定。

注：隨機硬度塊的數(shù)值是用標定過的里氏硬度計，在其上垂直向下測定5次，取其算術平均值作為隨機硬度塊的硬度值。

如該值超標，可以使用用戶校準功能進行校準。

1、啟動

將沖擊裝置插頭插入位于儀器上端的沖擊裝置插口。

按、鍵，此時電源接通，儀器進入測量狀態(tài)。

2、加載

向下推動加載套鎖住沖擊體；對于DC型沖擊裝置，則可將加載桿吸于試驗表面，將DC型沖擊裝置插入加載桿，直到停止位置為止，此時就完成了加載。

3、定位

將沖擊裝置支承環(huán)按選定的測量方向緊壓在試樣表面上，沖擊方向應與試驗面垂直；

4、測量

按動沖擊裝置上部的釋放按鈕，進行測試。此時要求試樣、沖擊裝置、操作者均穩(wěn)定，并且作用力方向應通過沖擊裝置軸線。

試樣的每個測量部位一般進行五次試驗。數(shù)據(jù)分散不應超過平均值的±15HL。

任意兩壓痕之間距離或任一壓痕中心距試樣邊緣距離應符合規(guī)定。

對于特定材料，欲將里氏硬度值較準確地換算為其他硬度值，必須作對比試驗以得到相應換算關系。方法是：用檢定合格的里氏硬度計和相應的硬度計分別在同一試樣上進行試驗。對于每一個硬度值，在三個以上需要換算的硬度壓痕周圍均勻分布地各測定5點里氏硬度，用里氏硬度平均值和相應硬度平均值分別作為對應值，作出硬度對比曲線，對比曲線至少應包括三組對應的數(shù)據(jù)。

里氏硬度計的計算公式如下：

HL=1000×Vb /Va ,式中：

HL————里氏硬度符號

Va————球

布氏硬度是以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。

布氏硬度范圍為8~650HBW。由于金屬材料有硬有軟，被測工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一種標準的試驗力F和壓頭直徑D，就會出現(xiàn)對某些工件和材料的不適應的現(xiàn)象。

因此，在生產(chǎn)中進行布氏硬度試驗時，要求能使用不同大小的試驗力和壓頭直徑，對于同一種材料采用不同的F和D進行試驗時，能否得到同一的布氏硬度值，關鍵在于壓痕幾何形狀的相似，即可建立F和D的某種選配關系，以保證布氏硬度的不變性。

對于某些金屬材料來說，可以根據(jù)布氏硬度值粗略地確定其抗拉強度值

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標準，稱為標尺A、標尺B、標尺C。

當HB 450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：

HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。

HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。

HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

洛氏硬度試驗是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，最后根據(jù)壓痕深度計算硬度值。標尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后