实验一---材料的硬度测试
金属材料的硬度实验
目录实验一金属材料的硬度实验 (1)实验二铁碳合金平衡状态显微组织分析 (6)实验三钢的热处理 (9)附表1： (12)附表2：布氏、洛氏、维氏硬度与强度换算对照表 (16)实验一金属材料的硬度实验一、实验目的1、了解硬度测定的基本原理及应用范围；2、测定钢试样的布氏、洛氏硬度值。
二、概述金属的硬度是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念，由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值综合的反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变、抗力塑变强化以及大量形变抗力。
金属表面硬度值越高，抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其他机械性能（如强度指标b σ及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件和工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
三、布氏硬度实验基本原理1、实验原理布氏硬度实验是在布氏试验机上进行。
将直径为D 的硬化钢球在一定的载荷P 下压入金属表面（图1-1），并根据所得压痕d 的大小来断定硬度。
布氏硬度值是根据作用于钢球上的载荷对所得压痕表面积之比来确定，即BA P=HB （Kgf/mm 2） （1） 式中：P ——载荷（Kg ）B A —— 压痕的球面体（球缺）HB ——布氏硬度值由几何学可知球缺的面积等于：Dh A B π= （2）式中：D ——钢球直径h ——压痕深度(a) 原理图 (b) h 和d 的关系图1-1布氏硬度测定原理用压痕的直径和表示B A 可得：222d D D h --=（3） 如果把所得的B A 值代入公式（1）中，则有：][2][2HB 2222d D D D Pd D D P Dh P --=--==πππKgf/mm 2 （4） 式（4）中只有d 是变量，因此只需测出压痕直径，根据已知D 和P 值即可计算出金属表面的布氏硬度HB 的值。
实验一-粉末冶金材料组织观察与硬度测试
实验一粉末冶金材料组织观察与硬度测试实验学时4h 实验性质综合实验要求必做所属课程粉末冶金一、实验目的掌握Fe基粉末冶金烧结材料的相图，根据相图及显微形貌（组织特征）识别材料的组织，理解组织与成分之间的关系；能够根据有关定律及公式计算烧结铁基合金组织组成物的相对含量。
熟悉布氏、洛氏及维氏硬度计的结构原理及特点。
掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验方法，能独立进行操作；了解粉末冶金材料的组织特点及硬度之间的关系二、烧结Fe基合金组织特征概述粉末冶金一种冶金方法。
把金属粉末压制成型后再烧结成制品。
粉末冶金适用于高熔点、高硬度的金属或含有不互溶成分的合金制品的制造。
烧结铁基合金是目前应用非常广泛的粉末冶金工程材料，其基本相图为铁碳合金的平衡组织，是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础。
因此认识和分析铁碳合金的平衡组织有十分重要的意义。
此外，观察和分析铁碳合金的平衡组织有助于帮助我们进一步借助相图来分析问题。
所谓平衡组织，是指符合平衡相图的组织，即在一定温度，一定成分和一定压力下合金处于最稳定状态的组织，要获得这样的组织，必须使合金发生的相变在非常缓慢的条件下进行，通常将缓冷（退火）后的铁碳合金组织看作为平衡组织。
不同成分Fe基合金的平衡组织都是由铁素体、渗碳体、珠光体、石墨、孔隙、夹杂等组成，其区别仅在于分布形态和数量不同。
根据各组成物的形态、分布和数量可以判断和识别组织及含碳量。
1、铁素体：是碳在α-Fe中的固溶体。
碳的浓度是可变的，在727℃时达到最大溶解度（0.0218%）；常温下其碳浓度约为0.008%。
铁素体的硬度很低，塑性好，经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。
铁素体有两种形态和分布：一是呈游离状的不规则多边形。
二是与渗碳体呈层状相间排列，如珠光体中的铁素体。
2、渗碳体：是碳与铁的一种化合物，化学式为Fe3C，含碳量高达6.69%，坚硬而脆，抗浸蚀能力很强，经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。
渗碳体的分布和形态有：①游离的直条状渗碳体，如过共晶生铁中的Fe3CⅠ；②作为基体，其中分布有孤立的珠光体，即莱氏体中的渗碳体；③沿奥氏体晶界呈网状分布，如过共析钢的Fe3CⅡ；④与铁素体呈片层状分布，即珠光体中的Fe3C；⑤沿铁素体晶界分布，即工业纯铁中的Fe3CⅢ。
实验1金属材料硬度测定
金属材料及热处理实验指导书〔2022-2022 秋季学期〕指导教师：***实验1 金属材料硬度测定一、实验目的1.理解不同种类硬度测定的根本原理及常用硬度试验法的应用范围。
2.学会使用布氏、洛氏、维氏硬度计并掌握相应硬度的测试方法。
二、实验原理概述金属的硬度可以认为是金属材料外表在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种才能。
硬度测量可以给出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属外表以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因此硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑性变形抗力、塑性变形强化才能以及大量变形抗力。
硬度值越高，说明金属抵抗塑性变形的才能越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其他力学性能〔如强度、塑性〕之间有着一定的内在联络，所以从某种意义上说硬度的大小对于材料的使用寿命具有决定性的作用。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于测量铸铁、非铁金属及经过退火、正火和调质处理的钢材。
洛氏硬度试验——主要用于测量成品零件。
维氏硬度试验——主要用于测定较薄材料和硬材料。
显微硬度试验——主要用于测定显微组织组分或相组分的硬度。
1.布氏硬度布氏硬度实验是施加一定大小的载荷F，将直径为D的钢球压入被测金属外表〔如图1-1所示〕保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属外表上所压出的凹痕面积A凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。
其计算公式如下：HB=F/A凹〔1-1〕式中HB——布氏硬度；F——施加外力，N；A凹——压痕面积，mm2。
图1-1 布氏硬度的试验原理根据压痕面积和球面面积之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕局部的球面面积为：A凹=πDh 〔1-2〕式中D——钢球直径，mm;h——压痕深度，mm。
由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易故可将式〔1-2〕中的h改换成d来表示，这样可以根据集合关系求出(D/2)-h=[(D/2)2-( d/2 )]1/2h=[D-(D2-d2)1/2]/2 〔1-3〕将式(1-2)和式(1-3)代入式(1-1)既得HB==(1-4)当试验力P 的单位是N 时HB= = (1-5)式中的d 是变数,故只需测出压痕直径d,根据D 和F 值就可以计算出HB 值。
工程材料硬度实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验方法的应用范围。
2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等硬度试验方法及其操作步骤。
3. 分析不同材料硬度与力学性能之间的关系。
4. 提高对工程材料性能评价的能力。
二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。
硬度试验方法主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。
1. 布氏硬度试验：在规定的载荷下，将直径为D的钢球或直径为D/10的金刚石球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕直径d，根据压痕直径和载荷F计算硬度值。
2. 洛氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石圆锥或淬火钢球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕深度h，根据压痕深度和压头类型计算硬度值。
3. 维氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石正四棱锥压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕对角线长度d，根据对角线长度和载荷F计算硬度值。
三、实验仪器与设备1. 布氏硬度试验机2. 洛氏硬度试验机3. 维氏硬度试验机4. 读数放大镜5. 标准硬度块6. 试样（如钢、铸铁、有色金属等）四、实验内容及步骤1. 布氏硬度试验（1）将试样放置在布氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。
（2）选择合适的载荷和钢球直径，按照实验要求进行试验。
（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕直径d。
（4）根据公式HB = 2F/d^2（F为载荷，d为压痕直径）计算布氏硬度值。
2. 洛氏硬度试验（1）将试样放置在洛氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。
（2）选择合适的压头和载荷，按照实验要求进行试验。
（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕深度h。
（4）根据公式HRC = 100(K - h/d)（K为常数，h为压痕深度，d为压痕直径）计算洛氏硬度值。
3. 维氏硬度试验（1）将试样放置在维氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。
（2）选择合适的载荷，按照实验要求进行试验。
实验一 材料的硬度测试 材料硬度实验报告
实验一材料的硬度测试材料硬度实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过对不同材料进行硬度测试，了解材料硬度的概念和测量方法，掌握硬度测试仪器的使用，比较不同材料的硬度差异，并分析影响材料硬度的因素。
二、实验原理材料的硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
硬度测试的方法多种多样，常见的有布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法等。
布氏硬度测试法是通过一定直径的硬质合金球，在规定的试验力作用下压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面压痕的直径。
布氏硬度值就是试验力除以压痕球形表面积所得的商。
洛氏硬度测试法则是采用顶角为 120 度的金刚石圆锥体或直径为1588mm 的淬火钢球作为压头，在初始试验力和主试验力的先后作用下，将压头压入试样表面，然后卸除主试验力，测量残余压痕深度增量。
维氏硬度测试是用相对面夹角为 136 度的正四棱锥金刚石压头，在规定的试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量压痕两对角线长度的平均值。
三、实验仪器与材料1、实验仪器布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计读数显微镜抛光机2、实验材料45 号钢试样铝合金试样黄铜试样四、实验步骤1、试样制备用切割机将材料切割成合适的尺寸，确保试样表面平整、无缺陷。
使用砂纸对试样表面进行打磨，依次使用较粗的砂纸到较细的砂纸，直到试样表面光滑。
最后使用抛光机对试样表面进行抛光，使其达到镜面效果。
2、布氏硬度测试选择合适的压头和试验力。
对于较软的材料，通常选择较大直径的压头和较小的试验力；对于较硬的材料，则选择较小直径的压头和较大的试验力。
将试样平稳地放置在工作台上，调整压头位置，使其对准试样表面的中心。
缓慢加载试验力，保持规定的时间。
卸除试验力，使用读数显微镜测量压痕的直径。
3、洛氏硬度测试根据材料的预计硬度，选择合适的标尺。
将试样放置在工作台上，施加初始试验力，然后施加主试验力。
保持规定时间后，卸除主试验力，读取表盘上的硬度值。
【测试】硬度测试实验报告
【关键字】测试硬度测试实验报告篇一：硬度测量实验报告硬度测量实验报告一、实验目的1. 了解常用硬度测量原理及方法；2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法；二、实验设备洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块三、实验原理1. 硬度是表示材料性能的指标之一，通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体（金刚石压头或钢球）压入其表面的阻力。
由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。
常用的硬度试验方法有：洛氏硬度计，主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。
布氏硬度计，应用于黑色、有色金属材料检验，也可测一般退火、正火后试件的硬度。
2. 洛氏硬度洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。
它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。
通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。
下图表示了洛氏硬度的测量原理。
图：未加载荷，压头未接触试件时的位置。
2-1：压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。
h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。
2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。
2-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为h1。
由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。
实际代表主载P1造成的塑性变形深度。
h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。
为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。
并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为：HR?k-h0.0023.布氏硬度布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。
硬度实验报告
硬度实验报告导言：硬度是物质抵抗表面变形的性质，是材料力学特性之一，反映了物质内部原子或分子结构的紧密程度和结合力的大小。
硬度测试是工程材料研究和质量控制中常用的方法之一。
本实验旨在通过不同的硬度测试方法和试验样品，探究硬度与材料性质之间的关系。
实验一：维氏硬度测试维氏硬度测试是一种常用的间接硬度测试方法，利用压痕长度与压痕面积之间的关系，来衡量材料的硬度。
我们选取了不同材料的试样进行了维氏硬度测试，包括金属、塑料和木材。
实验结果显示，不同材料的硬度存在较大差异。
金属试样的硬度较高，而塑料和木材的硬度较低。
这个结果与我们对材料性质的认识相符。
硬度高的金属试样有着较紧密的原子结合和较高的结合力，而硬度低的塑料和木材试样则具有较松散的分子结构。
实验二：巴氏硬度测试巴氏硬度测试是另一种常用的间接硬度测试方法，通过针尖对试样表面的压痕大小来评估材料的硬度。
在本实验中，我们选择了不同硬度的玻璃试样进行巴氏硬度测试。
实验结果显示，硬度较高的玻璃试样生成的压痕较小，而硬度较低的玻璃试样的压痕较大。
这与我们对玻璃硬度的认识相符。
硬度高的玻璃试样有着较紧密的结构和较高的抗变形能力，压痕较小。
相反，硬度低的玻璃试样的结构相对松散，容易发生较大的变形，因此压痕较大。
实验三：显微硬度测试显微硬度测试是一种直接硬度测试方法，通过显微镜观察试样表面的压痕，来评估材料的硬度。
在本实验中，我们选择了不同形状和硬度的钢材试样进行显微硬度测试。
实验结果显示，试样的硬度与其形状和硬度有关。
试样硬度较高的部分产生的压痕较小，而硬度较低的部分则产生较大的压痕。
这与我们对钢材硬度的认识相符。
硬度高的部分由于有较高的结合力，抵抗了针尖的压力，其形成的压痕较小。
而硬度低的部分由于结构较松散，容易发生变形，形成较大的压痕。
结论：通过本次实验，我们了解到不同硬度测试方法的原理和应用范围。
通过维氏硬度测试、巴氏硬度测试和显微硬度测试，我们可以评估不同材料和部分的硬度。
材料硬度实验报告
材料硬度实验报告材料硬度实验报告引言：材料的硬度是衡量其抗压强度和耐磨性能的重要指标之一。
通过硬度测试可以评估材料的质量和适用性，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本实验旨在通过硬度测试方法，对不同材料的硬度进行测量和比较，探讨材料硬度与其结构和性能的关系。
一、实验目的本实验的主要目的是通过硬度测试方法，测量不同材料的硬度，并分析其硬度与结构、成分以及制备工艺之间的关系。
通过实验结果，可以为工程设计和材料选择提供依据。
二、实验原理硬度是指材料抵抗外界力量侵袭的能力，通常使用压痕的形式来测量。
常见的硬度测试方法有洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等。
在本实验中，我们选择了维氏硬度测试方法。
维氏硬度测试是通过在试样表面施加一定压力下，测量压痕的直径来评估材料的硬度。
硬度值越高，材料越难被压入，表明其硬度越大。
硬度测试需要借助硬度计，根据压痕的形状和尺寸来计算硬度值。
三、实验步骤1. 准备不同材料的试样，保证其表面光洁度和平整度。
2. 将试样放置在硬度计的试验台上，调整硬度计的刻度。
3. 选择适当的压头，将其缓慢压入试样表面，保持一定时间后，松开压头。
4. 观察压痕的形状和尺寸，使用显微镜测量压痕的直径。
5. 根据测量结果，计算出试样的硬度值。
四、实验结果与分析通过实验测量，得到了不同材料的硬度值，并进行了比较。
结果显示，材料A的硬度值最高，达到了XXX。
而材料B和材料C的硬度值分别为XXX和XXX。
根据实验结果，我们可以推断出材料A具有较高的抗压强度和耐磨性能，适用于承受较大压力和摩擦的场合。
材料B和材料C的硬度值较低，表明其抗压能力和耐磨性相对较弱，适用于一些轻负荷和低摩擦的应用场景。
此外，我们还可以通过对比不同材料的硬度值，分析其结构和成分对硬度的影响。
例如，材料A可能具有较高的晶体密度和较小的晶粒尺寸，使其具有较高的硬度。
而材料B和材料C可能含有较多的杂质或晶体缺陷，导致其硬度较低。
五、实验误差与改进在实验过程中，可能存在一些误差，影响硬度测试的准确性。
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实验一---材料的硬度测试实验一材料的硬度测试一、实验目的掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。
掌握显微镜硬度的测试方法及原理。
给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方法。
二、实验原理金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力，是表征材料性能的一个综合参量。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念。
硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类。
在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没有什么必然的内在关系。
压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用：1、硬度实验设备简单，操作迅速方便；2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样，而且实验时一般不会破坏成品零件；3、作为一种综合的性能参量，硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。
如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系：б=K*HBb—材料的抗拉强度；K—系数，取式中：бb值见表一；HB—布氏硬度。
4、材料的硬度还与工艺性能之间有联系，可以作为评定材料工艺性能的参考；5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量。
（一）布氏硬度：布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入试样表面保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在试样表面上所求出平均应力值，以此作为压出的凹痕面积F∞硬度值的计量指标，用符号HB表示。
计算公式如下：HB=P/F∞式中：HB—布氏硬度；P—施加外力，N；F—压∞痕面积，mm2。
根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径D之比的几何关系，可以求出：F=πDh 式中：D—压头直径，mm；h—压痕∞深度，mm。
由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，而在数学表达式中可将h的改换成d来表示，这样，在实际测量时，可由压痕直径d直接查表得到HB值。
当压头为淬火钢球时，硬度符号为HBS，适用于布氏硬度值低于450的金属材料；当压头为硬质合金球时，硬度符号为HBW，适用于布氏硬度值为450~650的金属材料。
由于金属材料有软有硬，所测工件有厚有薄，若只采用一种载荷和同一个压头直径，则可能对有些试样合适，而对另一些试样不合适，会发生整个压头陷入试样中或将试样压透的现象。
所以，在测定不同材料时应用不同的载荷P和不同的直径D的钢球。
但为了得到统一的、可以进行相互比较的数据，必须使D和P之间维持一定的比值关系，以保证所得到的压痕形状的几何相似关系。
经数学推导可知，只要满足P/D2=常数，所得到的HB值就是一样的，不同材料、不同载荷P和压头直径D所得到的HB可以进行相互比较。
国标GB231-88对此进行了规定，具体实验数据和适用范围参见表一布氏硬度试验规范。
试样厚度不应小于压痕深度的10倍。
压痕中心距试样边缘的距离不应小于压痕直径的2.5倍，而距相邻压痕中心距离不小于压痕直径的4倍。
用读数显微镜测量压痕直径时，应从相互垂直的两个方向测量，精确到小数点后两位的毫米值，并取其算术平均值。
压痕直径之差应不大于较小直径的2%。
实验后压痕直径大小应在0.25D＜d＜0.6D 范围内，否则认为试验结果无效；试验后试样边缘与试样背面呈变形痕迹，则试验无效，这时均应重新选择试验条件重做。
（二）洛氏硬度：洛氏硬度试验常用的压头为圆锥角1200、顶部曲率半径0.2MM的金刚石锥体或直径D=1.588mm的淬火钢球。
试验时先对试样施加初试验力F0，在金属表面得一压痕深度h，以此作为测量压痕深度的基线，随后再施加主试验力F1，此时压痕深度的增量为h1。
金属在F1作用下产生的总变形h1中包括弹性变形和塑性变形。
当卸载后，总变形中的弹性变形恢复，使压头回升一段距离，于是得到金属在F1作用下的残余压痕深度h（将此压痕深度h表示成e，其值以0.002为单位表示）。
e值越大表示金属洛氏硬度越低，反之，则表明硬度越高。
为了照顾习惯上数值越大硬度越高的概念，用一常数k减去e来表示洛氏硬度值，并以符号HR表示，即：HR=k—e当使用金刚石圆锥体压头时，常数k定为100；当使用淬火钢球压头时，常数k定位130。
实际测量洛氏硬度时，由于在硬度计的压头上方装有百分表，可直接测量出压痕深度，并可直接按上式换算出相应的硬度值。
因此，在实验过程中金属的洛氏硬度值可直接读出。
为了测定软硬不同的金属材料的硬度，在洛氏硬度计上可配有不同的压头与试验力，组合成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在HR后注明。
我国常用的标尺有A、B、C三种，其硬度值的符号分别用HRA、HRB、HRC表示。
他们的试验条件、硬度值计算公式及应用实例如表二所示。
（三）维氏硬度：维氏硬度的测量原理基本上和布氏硬度相同所不同的是用金刚石正四棱锥压头。
正四棱锥两对面的夹角为136°，底面为正方形。
维氏硬度所用的载荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等负载的选择主要取决于试件的厚度。
在载荷P的作用下压头在试样表面压出一个底面为正方形的正四棱锥压痕。
用显微镜测定方坑对角线长度d维氏硬度值HV等于所用载荷与压痕面积的比值。
压痕面积F为则式中F——载荷d——压痕直径S——压痕面积。
当载荷F已知时,只要测得压痕对角线长度d,就可以求出维氏硬度值。
通常是在测量d值后从《压印对角线与维氏硬度对照表》中查出相应的硬度值。
φ角选择136°是为了使维氏硬度得到一个成比例的并在较低硬度时与布氏硬度基本一致的硬度值。
在布氏测试法规定0.25,φ=44°,与此相对应的金刚石正四棱锥的两以面间夹角就是180°-44°=136°。
所以布氏硬度在HB300,它们间的差别增大,这是由于布氏测试法所用的钢球压头开始变形使压痕直径偏大所造成的。
三、实验设备及材料布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计、显微硬度计铜合金、铝合金、各种色处理状态钢材试样。
四、实验方法及步骤（1）布氏硬度测试实验步骤1. 按表（一）选用适当的压头、负荷及保荷时间。
拧松压紧镙钉，把时间定位器（红色指示点）转到与持续时间相符的位置上。
2. 将试样放在工作台上，顺时针转动手轮使压头和试样缓慢接触，直到手轮与镙母产生相对打滑为止。
3. 打开电源开关，绿灯亮。
4. 按动加载按钮，启动电动机，载荷砝码经一系列的杠杆系统传递到压头，即开始加载荷。
此时因压紧镙钉已拧松，园盘并不转动，当红色指示灯亮时，迅速拧紧压紧镙钉。
达到所要求的持续时间后，即自动卸荷。
从启动按钮形状到红灯亮为加荷阶段，红灯亮到红灯灭为保荷阶段，红灯灭到电动机停止转动为卸荷阶段。
5. 逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d值，以此值查表即得HB值。
（2）洛氏硬度测试实验步骤⑴根据试样的硬度值范围，按表二选择适当的压头和载荷。
⑵将符合要求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触。
直至小指针指向小红点为止。
此时即已予加载荷10kg，然后调整指示器大指针对正零点。
⑶轻轻向前推动手柄，施加主载荷，大指针按逆时针方向转动，待转动停止后，再将手柄板回卸去主载荷，大指针又顺时针方向转动，自动停止后，大指针所指表盘上的数据即为该材料的洛氏硬度值。
⑷逆时针转动手轮，降下载物台，取出试样。
（3）维氏硬度测试实验步骤1、将硬度计调整至准备状态。
2、徐徐旋转手轮上升砧座直至试验面与压痕器之间维持在0.10.3mm程度为止。
3、转动记测显微镜使物镜对正试片中心位置然后使金刚石压头对准被测部位。
4、按下启动杆使负荷徐徐加至试件上由于凸轮及重锤之作用而产生压痕。
按规定时间保载后再轻轻卸除负荷。
5、旋转手轮降下砧座。
6、转动计测显微镜至试片时由目镜观察试片压痕轮廓并以砧座之升降调整教具使压痕清晰。
测出压痕对角线长度。
根据所加负荷及压痕两对角线长度的平均值查表求出维氏硬度值。
五、实验注意事项（一）布氏硬度注意事项⑴试样表面必须光洁平整,以使压痕边缘清晰保证精确测量压痕d。
⑵操作时动作要稳、缓、轻。
⑶压痕距试样边缘应大于D,两压痕间距也应大于D。
⑷当选用不同的P/D2时,布氏硬度值之间不能进行直接对比。
⑸用读数显微镜测量压痕直径d时,应从互相垂直的两个方向上进行取其平均值。
（一）洛氏硬度注意事项⑴试件两端要平行，不得带有油污，氧化皮和显著加工痕迹等。
⑵压痕中心距边缘或两压痕间距为：HRA、HRC 测定时不小于2.5mm，HRB测定时不小于4mm。
⑶试样厚度不应小于压入深度的10倍。
（三）维氏硬度注意事项（1）根据试样的厚度和硬度范围在1~100Kgf之间选择负荷，在允许范围内尽可能选择较大的载荷，以提高测量的准确性，并减小表面组织不均匀带来的影响。
（2）试样试验面平滑光洁。
目镜聚焦后，平稳加载，压痕中心至试样边缘不小于2.5倍对角线长度。
（3）卸载后，聚焦，用目镜测微尺测量每个压痕的两条对角线长d1、d2 取平均值d。
六、分析讨论1、记录各测试材料硬度值。
答：布氏硬度测试采用187.5N的载荷加载30S，测量合金材料的直径为2.68mm，查表得硬度值为123HB。
维氏硬度测得的对角线长度为1.50 mm，查表得硬度值324HV10。
洛氏硬度采用147.1N的载荷加载15S，测得的三组硬度值分别为49.6HRC、49.1HRC和50.6HRC。
显微硬度每隔0.5 mm，测量一组硬度值，测得硬度梯度值为591.9HV、721.0HV、675.3HV。
2、简述布、洛、维硬度计各自特点。
答：布氏硬度具有测量精度高，重复性好的优点，但其对样品要求高，需测量查表。
洛氏硬度具有试验方便直观，样品要求低的优点，适用于薄样品、表面处理样品、软材料、退火钢、有色金属、色处理后的样品。
维氏硬度适用于所有硬度的材料，载荷不影响硬度值，但其样品要求较高，需测量查表。
3、选择合适测量下列材料硬度的方法和标尺：渗碳层的硬度分布、淬火钢、灰口铸铁、氮化层的硬度、高速钢刀具、退火的20钢。
答：渗碳层的硬度分布采用表面洛氏硬度计（HR15或者HR30）或者维氏硬度进行测量。
淬火钢的硬度采用洛氏硬度计进行测量。
灰口铸铁采用布氏硬度计测试硬度值。
氮化层的硬度值采用维氏硬度或者显微硬度进行测量。