一、什么是硬度？

硬度是物理学专业术语，当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。

二、洛氏硬度的原理

洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以每0.002mm作为一个硬度单位。它是将一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm、3.175mm的钢球按标准规定分两级试验力压入试样表面，初试验力加载后，测量初始压痕深度。随后施加主试验力，在卸除主试验力后保持初试验力时测量*终压痕深度,洛氏硬度根据*终压痕深度和初始压痕深度的差值h及常数N和S通过下列公式计算得出：

三、洛氏硬度试验可分为洛氏硬度试验和表面洛氏硬度试验

1.洛氏硬度试验

洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺（A、B、C、D、E、F、G、H、K）。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。*常用标尺是HRC、HRBW和HRFW，其中HRC标尺用于测试淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。这是金属加工行业应用*多的硬度试验方法。HRBW标尺用于测试各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金。HRFW标尺用于测试纯铜、较软的铜合金和硬铝合金。HRA标尺尽管也可用于大多数黑色金属，但是实际应用上一般只限于测试硬质合金和薄硬钢带材料。

2.表面洛氏硬度

表面洛氏硬度试验采用三种试验力，两种压头，它们有6种组合，对应于表面洛氏硬度的6个标尺（15N、30N、45N、15T、30T、45T）。表面洛氏硬度试验是对洛氏硬度试验的一种补充，在采用洛氏硬度试验时，当遇到材料较薄，试样较小，表面硬化层较浅或测试表面镀覆层时，就应改用表面洛氏硬度试验。这时采用与洛氏硬度试验相同的压头，采用只有洛氏硬度试验几分之一大小的试验力，就可以在上述试样上得到有效的硬度试验结果。表面洛氏硬度的N标尺适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD测试的材料；T标尺适用于类似洛氏硬度的HRBW、HRF和HRG测试的材料。

四、常见金属材料洛氏硬度试验标尺的应用

1.HRC标尺的使用范围是20HRC~70HRC，当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRBW标尺。尽管HRC标尺被规定的上限值为70HRC，但是当试样硬度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。

2.HRA标尺的使用范围是20HRA-95HRA，由美国标准ASTM E140可以获得以下换算关系：

26.6HRA≈30HRBW

61.5HRA≈100HRBW≈22HRC

85.6HRA≈68HRC

可见，HRA标尺的测试范围涵盖了从软钢（HRBW）、硬钢（HRC）到硬质合金的硬度范围。然而，事实上HRA标尺很少用于测试软钢，主要用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在硬质合金方面，由于技术进步，有些材料硬度已达到93HRA-94HRA，这已超出标准规定。工程上超出HRA高端的测量范围已成为惯例。HRA标尺有一个特殊用途。在使用洛氏硬度计测试钢试样时，如果不知试样是软钢还是硬钢，可先用HRA标尺试测一下，当硬度值小于60HRA时可改用HRBW标尺，当硬度值大于60HRA时可改用HRC标尺。

3.HRBW标尺的使用范围是10HRBW~100HRBW，当硬度值低于10HRBW时，由于钢球的压入深度过大，金属蠕变加剧，试样在试验力作用下的变形时间延长，测试值准确度降低，此时应改用HRFW标尺。当硬度值大于100HRBW时，因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。在使用HRBW标尺测试钢试样时，一个特别值得注意的地方是：当预先不知道试样是软钢还是硬钢时，决不可使用HRBW标尺做测试，因为用钢球压头误测了淬火钢，钢球就可能会变形，钢球压头就会损坏，这是钢球压头损坏的主要原因。遇到这种情况时应先用金刚石压头，用HRA标尺测试一下，再决定是用HRBW还是用HRC。

4.HRFW标尺的使用范围是60HRFW~100HRFW。HRFW标尺是国外使用较多的一个标尺，它是测试纯铜和较软的铜合金材料很好的检测手段。但是在我国，也存在标准硬度块短缺的问题，它的应用也受到了限制。

5.HRGW标尺适用于HRBW值接近100的材料，对于铍青铜、磷青铜、可锻铸铁这些硬度范围介于HRBW标尺的高端和HRC标尺低端的材料，如果改用HRGW标尺，就可以大大改善测试的灵敏度，提高测试精度。