硬度测试的具体原理是怎样的？

硬度测试一般通过以下方式进行：将具体尺寸和载荷的物体（压头）压入您要测试的材料表面。通过测量压头压入的深度或测量压头留下的压痕尺寸来确定硬度。

• 测量压头压入深度的硬度测试包括：洛氏硬度、仪器压痕试验和球压痕硬度
• 测量压头留下的压痕尺寸的硬度测试包括：维氏硬度、努氏硬度和布氏硬度

四种最常见的压痕硬度测试

硬度测试的表面制备要求

为金属材料或其他材料执行硬度测试前，必须制备表面。所需的表面条件具体取决于所使用的测试和载荷类型。通常来说，表面制备的质量会对硬度测试结果产生直接影响，所以应先权衡表面质量与测试结果变化之间的关系，然后再决定是否降低表面制备的质量。

宏观硬度测试
通常只需要将表面磨光，有时甚至无需进行任何制备。

微观硬度测试
由于硬度测试期间的载荷较低，微观硬度测试需要抛光或电解抛光的表面。以光学方式计算的压痕的边界/角必须清晰可见。这可通过机械、化学或电化学方式进行。需要注意的是，加热或冷却加工不得改变试样的表面属性。

变形

切割和研磨可能会导致变形。根据硬度测试载荷，必须通过抛光到 6.0、3.0 或 1.0 μm 来消除这些变形。

对于较小的载荷（小于 300 gf1），表面不得存在任何变形，并且需对试样进行氧化物或电解抛光，以获得完全无损的表面。您还应考虑软质和/或韧性材料（即，HV 低于 120-150）因为更加敏感，可能会产生制备痕迹。

在下表中，您可以看到不同硬度测试的表面制备要求。

硬度测试载荷定义

正式情况下，硬度测试载荷以牛顿 (N) 为单位。但是，历史上也曾以千克力 (kgf)、克力 (gf) 或磅 (p) 为单位来表示载荷。kgf、kp 和 N 之间的关系如下：1.0 kgf = 1,000 gf = 1.0 kp = 9.81 N。

• 术语“微观硬度测试”常用于压痕载荷低于或等于 1 kgf 的情况
• 当载荷高于 1kgf 时，将使用术语“宏观硬度测试”

如果标准允许，应使用可能的最大载荷/力来形成最大的压痕，以获得最准确的结果。

金属材料的四种硬度测试方法中所使用的载荷*遵循的是不同的 ISO 和 ASTM 标准。