硬度测试实验
一、实验目的
1. 了解布氏、洛式、维氏硬度计的测试原理 2. 掌握各种硬度计的使用方法及使用注意事项等 二、实验原理
硬度是指材料对另一更硬物体（钢球或金刚石压头）压入其表面所表现的抵抗力。硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义。由于测量的方法不同常用的硬度指标有布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、维氏硬度（HV）。
布氏硬度适用于硬度较低的金属，如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的硬度测定。洛氏硬度又有HRA、HRB、HRC三种，其中HRC适合于测定硬度较高的金属如淬火钢的硬度。维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏精确，可以测定从极软到极硬的各种材料的硬度，但测定过程比较麻烦。显微硬度用于测定显微组织中各种微小区域的硬度，实质就是小负荷（≤9.8N）的维氏硬度试验，也用HV表示。 三、布氏硬度（HB）
(一) 基本原理
将载荷P和直径为D的淬火钢球压入试样的表面，并保持一定时间，然后去除载荷P，测量压痕直径d（见图一所示）。最后计算出布氏硬度值。
计算公式化如下：
若压痕的深度为h，则压痕的面积为： 图一 布氏硬度实验原理图
F＝πDh
＝
πD
(D-2
P F
D2-d2
)
HB＝HB＝
πDD-D2-d2
2P
kg/mm2
式中：P—施加的栽荷kg
F—压痕的表面积，mm2 D—钢球的直径，mm B—压痕直径，mm
在P和D一定的情况下，布氏硬度的高低取决于压痕的直径d，d越大，表明材料的HB值越低即材料越软；反之材料硬度高即HB越大。在具体测量时，并不是每次都按上述公式去算，而是根据D与P值大小，测量出压痕的直径d，然后查表即得。这种表格就是根据上述公式计算制出的，可参考压痕直径与布氏硬度表
由于材料有硬有软，工件有厚、薄、大、小之分，为适应不同情况，其压头有Φ2.5mm、Φ5mm、Φ10mm三种钢球。载荷有15.6kg、62.5kg、187.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种。在具体测量时只要满足
P/D2为常数，则对同一材料来说，布氏硬度值都是相同的；
而对不同材料，所得的布氏硬度值是可进行比较的。国家标准规定P/D2比值为30、10、2.5三种。按表一布氏硬度试验的规范来选择钢球直径D和加压负荷P以及保压时间。在试样截面大小和厚度允许的情况下，尽可能选用直径大的钢球和大的载荷，这样更接近于材料的真实性能；同时，测量的压痕大，误差也小。所以测定钢的硬度时，尽可能用Φ10mm钢球和3000kg的载荷。试验后，压痕直径应在0.25D＜b＜0.6D的范围内，否则试验结果无效。应选其他规范重做试验。这是因为d值太小，灵敏度和准确性将降低，若d值太大，压痕的几何形状不能保持相似的关系，影响准确性。
布氏硬度计的压头，是淬火的高碳工具钢制的钢球，为了避免钢球压裂或变形，不能测太硬的材料。
(二) 布氏硬度计构造和操作
常见布氏硬度计有油压式和杠杆式两种，油压式是通过液体来传递压力，是比较早期的硬度计的类型，容易产生过载等缺点。目前多采用杠杆式硬度计，它是通过杠杆来传递压力，是较完善的硬度计。现以HB—3000型布氏硬度计为例，介绍其主要结构，如图二所示。
图二 HB-3000型布氏硬度计结构图
1-电源开关；2-加力指示灯；3-电源指示灯；4-加力开关；5-压紧螺钉；6-圆盘；7-减速器；8-曲柄；9-换向开关；10-砝码；11-连杆；12-大杠杆；13-吊环；14-机体；15-小杠杆；16-弹簧；17-压轴；18-主轴衬；19-摇杆；20-压头；21-可更换工作台；22-工作台立柱；23-螺杆；24-升降手轮；25-螺母；26-套筒；27-电动机
1. 载物台：放置试样的地方；
2. 升降丝杆：合载物台上升或下降的机构； 3. 手轮：使丝杆产生上下旋转； 4. 压头：是由淬火后钢球制成； 5. 指示灯：用于表示加载过程； 6. 时间定位器：用于控制加载时间； 7. 压紧螺钉；用于固定时间定位器； 8. 加载按钮：用于施加载荷；
(三) 试验步骤：
① 安装压头和载物台；
② 选择载荷：按表一选择载荷。 ③ 选择载荷的保持时间：载荷保持时间按表一规定。松开压紧螺纹⑧，把圆盘内弹
簧定位器旋转到所需的时间位置上，压紧螺钉松开的程度应能使圆盘作回转调整即可； ④ 将试样放于载物台上； ⑤ 测量开始：打开电源，指示灯发亮。转动手轮⑥使试件与压头接触。然后启动按
钮开关⑩并立即做好拧紧螺钉⑧的准备，在加载荷指示灯①燃亮的同时迅速拧紧⑧，使圆盘随曲柄一起回转直到自动反向和停止转动为止。从加载指示灯燃亮到熄灭为全载荷保持时间； ⑥ 硬度测量结果：测量完毕，转动手轮⑥，取下试样，用测量显微镜测量试件表面
的压痕直径，从互相垂直方向各测一次，取其平均值，查压痕直径与布
氏硬度对照表即得硬度值。
例如用5mm直径钢球，在750kg载荷下保持10s，压痕直径d=3.3mm测量的硬度值为341。
⑦ 硬度计的校验方法及注意事项：一般采用标准压块，对硬度读数的正确性进行校
核。在标准块上三个不同位置测量硬度，取其算术平均值，该值不应超过标准硬度值的±3%。
平均值—标准块值
即：硬度计的误差值= ————————— ＜ ±3% 标准块值
例如标准块的硬度刻度为HB320，在硬度计上测得为HB328时，说明硬度计计数比标准块高8个单位，所以试件测得的硬度应相应减去8。
对硬度计的载荷，可用标准测力计进行测量，载荷误差不应超过±1%，否则应进行修理后才能使用。
压痕中心到试件边缘的距离不应小于压痕直径2.5倍，而相邻的压痕中心距离不应小于
压痕直径的四倍。
四、洛式硬度 (一) 测试原理
洛式硬度法克服了布氏法的缺点，它的压痕较小，可测量较高硬度，可直接读数，操作方便、效率高，洛氏硬度法也采用压入法，它用金刚石和钢球作压头。但它是以压痕的陷凹深度作为计量硬度指标。
为了可以用一个试验机测定从软到硬的材料的硬度，采用了不同的压头和总负荷，组成了15种不同的洛氏硬度标度，见表二所示为各种洛氏硬度符号、试验条件及其应用。钢铁材料最常用HRB和HRC两种标度测定。
各种洛氏硬度计测量原理都是相似的，现以测量HRB、HRC为例说明。
图三洛氏硬度测量原理。一般较硬的金属材料（如淬火后的工件）用金刚石压头；较软的金属材料用钢球压头。
总载荷P分为两次加到压头上。首先加入预载荷P0，使压头与试样的表面接触良好，此时，压痕深度为h1（见图三a）；然后加入主载荷P1，这时总载荷P= P0+ P1，此时压痕深度增加到h2位置（见图三b）；随后将主载荷卸除，此时压痕由于加载时所产生的弹性变形已恢复，此时压痕深度h= h2—h1，（见图三c）作为测量的依据。
如果直接以压痕深度h来作计算硬度指标，那么就会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值大的现象，这和布氏硬度值大小相反，不符合人们的习惯。因此用一常数K来减去所得的压痕深度值作为洛氏硬度的指标。 即：HR=k—h
当以钢球为压头时，k=0.26；以金刚石锥体为压头时，k=0.2。此外，在读数上又规定以压入深度0.002mm作为标尺刻度的一格，这样前者的0.26常数相当于130格，后者0.2常数相当于100格，因此洛氏常数硬度值可由下式确定：
HRB=130—h／0.02 （红色表盘） HRC=100—h／0.02 （黑色表盘） 因此可知当压痕深度h=0.2mm时 则：HRC=0 HRB=30
这也说明为什么HRB要取0.26作为常数的原因，因为HRB是测定较软的金属材料的，测试时有的压痕深度可能超过0.2mm以上，若取0.2作为常数，硬度将会得负值，为此HRB把常数取得大些。
图三 洛氏硬度计测量原理
(二) 洛氏硬度机的构造与操作
洛氏硬度计类型较多，外形构造也不相同，但构造原理及主要部件相同。见图四：
图四 HR-150型洛氏硬度计结构图
1-指示器；2-加载手柄；3-缓冲器；4-砝码座；5、6-砝码；7-吊杆；8-吊套；9-机体；10-加载杠杆；11-顶杆；12-刻度盘；13-主轴；14-压头；15-试样；16-工作台；17-升降丝杠；18-手轮
实验时试样6放在工作台5上，按顺时针方向转动手轮3，使工作台上升至试样与压头7接触。实验时试样6放在工作台5上，按顺时针方向转动手轮3，使工作台上升至试样与
压头7接触。继续转动手轮，通过压头和压轴8顶起杠杆10，并带动指示器表盘9的指针转动，待小指针指到黑点时，试样即已加上98N的强载荷，随后转动指示器表盘使大指针对准“O”（测HRB时对准“30”），按下按钮1释放转盘4。在砝码11的作用下，顶杆12在缓冲器15的控制下匀缓下降。主载荷通过杠杆、压轴和压头作用于试样上。停留规定时间后，扳动手柄2，使转盘顺时针方向转动至原来被锁住的位置。由于转盘上齿轮使扇齿轮13、齿条14同时运动而将顶杆顶起卸掉主载荷。这时指针所指的读数（HRC、HRA读C标尺，HRB读B标尺）即为所求的洛氏硬度值。
（三）测量方法： ① 按表二选择压头及载荷； ② 根据试件大小和形状选择载物台； ③ 将试件上下两面磨平，然后置于载物台上； ④ 加预载荷。按顺时针方向转动升降机构的手轮，使试样与压头接触，并观察读数百分表上小针移动到小红点为止； ⑤ 调整读数表盘，使百分表盘上的长针对准硬度值的起点。如测量HRC、HRA硬度时，把长针与表盘上黑字G处对准。测量HRB时，使长针与表盘上红字B处对准； ⑥ 加主载荷。平稳地扳动加载手柄，手柄自动升高到停止位置（时间为5~7秒），并停留10秒； ⑦ 卸除主载荷。扳回加载手柄至原来位置。 ⑧ 读数。表上长针指示的数字为硬度的读数。HRC、HRA读黑数字，HRB读红数字； ⑨ 下降载物台，取出试件； ⑩ 用同样方法在试件的不同位置测三个数据，取其算术平均植为试件的硬度值。
各种洛氏硬度硬度值之间，洛氏硬度与布氏硬度间都有一定的换算关系。对钢铁材料而言，大致有下列关系式：
HB≈2HRB
HB≈10HRC（只当HRC=40~60范围） HRC≈2HRA—104
（四）洛氏硬度测量注意事项
1. 试件的准备：试件表面应磨平、且无氧化皮和油污等；试件形状应能保证试验面与压头轴线相垂直；测试过程应无滑动。
2. 试件的最小厚度应不小于压入深度的8倍，测量后试件的支撑面上不应有变形前迹。 3. 压痕间距或压痕与试件边缘距离：HRA＞2.5mm；HRC＞2.5mm；HRB＞4mm。 4. 不同的洛氏硬度有不同的适用范围，应按表二选择压头及载荷。这是因为超出规定的测量范围时，准确性较差。例如HRB102，HRB18等的写法是不准确的，是不宜使用的。 五、显微维氏硬度
显微硬度的测量所采用的是两面之间夹角为136°的金刚石正四棱锥压头。如图五所示。
测量时要求试样经过抛光，必要时需腐蚀制成金相试样。试样厚度至少是压痕深度的10倍或者不小于应针对角线的1.5倍，在满足此条件下尽可能选用较大载荷以减少测量误差。
显微硬度计是由显微镜和硬度计两部分组
成。如图六所示。显微镜用来观察显微组织，确定待测部位，测定压痕对角线的长度； 硬度测试装置则是将一定的载荷加在一定的压头上，压入所确定的测试部图位。显微硬度计主要由支架部分、载物台、负荷机构、显微镜系统等四部分组成的。
图五：金刚石正四棱锥压头
图六HX-1000型显微硬度计结构
1-压头；2-压头螺钉；3-后盖；4-电源插头；5-主体；6-显示操作面板；7-升降丝杆；8-10×物镜；9-定位弹片；10-测量照明灯座；11-数字式侧微目镜；12-上盖；13-照相接口盖；14-实验力变换手轮；15-照相、测量转换拉杆；16-物镜、压头转换手轮；17-转盘；18-40物镜×；19-十字试台；20-旋轮；21-电源指示灯；22-电源开关；23-水平调节螺钉；24-面板式打印机
六、实验内容和步骤 （一）布氏硬度试验
1、清理试样表面，并根据试样的材料、厚度和硬度范围选择钢球压头直径D、载荷F及保载时间。
2、放在硬度计工作台上，按布氏硬度计的操作规程进行试验，在试样表面产生一个压痕。移动试样重做一次试验，产生第二个压痕。
3、取下试样，用读数显微镜在相互垂直方向上测量压痕直径d，并根据d查表求出试样的布氏硬度值。 （二）洛氏硬度试验
1、 清理试样表面，并根据试样的材料、形状、选择压头、载荷和工作台。
2、 把试样放在工作台上，按洛氏硬度计的操作规程进行试验。前后共测三点，取其平均值为洛氏硬度值。 （三）维氏硬度
1．试样的抛光、浸蚀、吹干。根据试样的材料、形状选择工作台、载荷和加载时间。 2．在显微镜下观察，选择所测试的部位。
3．移动工作台，使压头对准所测试的部位，然后加载，卸载。 4．移动工作台，在目镜中观察显微硬度的压痕。
3、 用螺旋测微目镜测量压痕对角线的长度。通过查压痕对角线与显微硬度对照表，得到显微硬度值。
（四）实验报告要求
1、 写出各种硬度计的测量原理和测量步骤。 2、 填写下表：
布氏硬度
洛氏硬度
维氏硬度
硬度测试实验
一、实验目的
1. 了解布氏、洛式、维氏硬度计的测试原理 2. 掌握各种硬度计的使用方法及使用注意事项等 二、实验原理
硬度是指材料对另一更硬物体（钢球或金刚石压头）压入其表面所表现的抵抗力。硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义。由于测量的方法不同常用的硬度指标有布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、维氏硬度（HV）。
布氏硬度适用于硬度较低的金属，如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的硬度测定。洛氏硬度又有HRA、HRB、HRC三种，其中HRC适合于测定硬度较高的金属如淬火钢的硬度。维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏精确，可以测定从极软到极硬的各种材料的硬度，但测定过程比较麻烦。显微硬度用于测定显微组织中各种微小区域的硬度，实质就是小负荷（≤9.8N）的维氏硬度试验，也用HV表示。 三、布氏硬度（HB）
(一) 基本原理
将载荷P和直径为D的淬火钢球压入试样的表面，并保持一定时间，然后去除载荷P，测量压痕直径d（见图一所示）。最后计算出布氏硬度值。
计算公式化如下：
若压痕的深度为h，则压痕的面积为： 图一 布氏硬度实验原理图
F＝πDh
＝
πD
(D-2
P F
D2-d2
)
HB＝HB＝
πDD-D2-d2
2P
kg/mm2
式中：P—施加的栽荷kg
F—压痕的表面积，mm2 D—钢球的直径，mm B—压痕直径，mm
在P和D一定的情况下，布氏硬度的高低取决于压痕的直径d，d越大，表明材料的HB值越低即材料越软；反之材料硬度高即HB越大。在具体测量时，并不是每次都按上述公式去算，而是根据D与P值大小，测量出压痕的直径d，然后查表即得。这种表格就是根据上述公式计算制出的，可参考压痕直径与布氏硬度表
由于材料有硬有软，工件有厚、薄、大、小之分，为适应不同情况，其压头有Φ2.5mm、Φ5mm、Φ10mm三种钢球。载荷有15.6kg、62.5kg、187.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七种。在具体测量时只要满足
P/D2为常数，则对同一材料来说，布氏硬度值都是相同的；
而对不同材料，所得的布氏硬度值是可进行比较的。国家标准规定P/D2比值为30、10、2.5三种。按表一布氏硬度试验的规范来选择钢球直径D和加压负荷P以及保压时间。在试样截面大小和厚度允许的情况下，尽可能选用直径大的钢球和大的载荷，这样更接近于材料的真实性能；同时，测量的压痕大，误差也小。所以测定钢的硬度时，尽可能用Φ10mm钢球和3000kg的载荷。试验后，压痕直径应在0.25D＜b＜0.6D的范围内，否则试验结果无效。应选其他规范重做试验。这是因为d值太小，灵敏度和准确性将降低，若d值太大，压痕的几何形状不能保持相似的关系，影响准确性。
布氏硬度计的压头，是淬火的高碳工具钢制的钢球，为了避免钢球压裂或变形，不能测太硬的材料。
(二) 布氏硬度计构造和操作
常见布氏硬度计有油压式和杠杆式两种，油压式是通过液体来传递压力，是比较早期的硬度计的类型，容易产生过载等缺点。目前多采用杠杆式硬度计，它是通过杠杆来传递压力，是较完善的硬度计。现以HB—3000型布氏硬度计为例，介绍其主要结构，如图二所示。
图二 HB-3000型布氏硬度计结构图
1-电源开关；2-加力指示灯；3-电源指示灯；4-加力开关；5-压紧螺钉；6-圆盘；7-减速器；8-曲柄；9-换向开关；10-砝码；11-连杆；12-大杠杆；13-吊环；14-机体；15-小杠杆；16-弹簧；17-压轴；18-主轴衬；19-摇杆；20-压头；21-可更换工作台；22-工作台立柱；23-螺杆；24-升降手轮；25-螺母；26-套筒；27-电动机
1. 载物台：放置试样的地方；
2. 升降丝杆：合载物台上升或下降的机构； 3. 手轮：使丝杆产生上下旋转； 4. 压头：是由淬火后钢球制成； 5. 指示灯：用于表示加载过程； 6. 时间定位器：用于控制加载时间； 7. 压紧螺钉；用于固定时间定位器； 8. 加载按钮：用于施加载荷；
(三) 试验步骤：
① 安装压头和载物台；
② 选择载荷：按表一选择载荷。 ③ 选择载荷的保持时间：载荷保持时间按表一规定。松开压紧螺纹⑧，把圆盘内弹
簧定位器旋转到所需的时间位置上，压紧螺钉松开的程度应能使圆盘作回转调整即可； ④ 将试样放于载物台上； ⑤ 测量开始：打开电源，指示灯发亮。转动手轮⑥使试件与压头接触。然后启动按
钮开关⑩并立即做好拧紧螺钉⑧的准备，在加载荷指示灯①燃亮的同时迅速拧紧⑧，使圆盘随曲柄一起回转直到自动反向和停止转动为止。从加载指示灯燃亮到熄灭为全载荷保持时间； ⑥ 硬度测量结果：测量完毕，转动手轮⑥，取下试样，用测量显微镜测量试件表面
的压痕直径，从互相垂直方向各测一次，取其平均值，查压痕直径与布
氏硬度对照表即得硬度值。
例如用5mm直径钢球，在750kg载荷下保持10s，压痕直径d=3.3mm测量的硬度值为341。
⑦ 硬度计的校验方法及注意事项：一般采用标准压块，对硬度读数的正确性进行校
核。在标准块上三个不同位置测量硬度，取其算术平均值，该值不应超过标准硬度值的±3%。
平均值—标准块值
即：硬度计的误差值= ————————— ＜ ±3% 标准块值
例如标准块的硬度刻度为HB320，在硬度计上测得为HB328时，说明硬度计计数比标准块高8个单位，所以试件测得的硬度应相应减去8。
对硬度计的载荷，可用标准测力计进行测量，载荷误差不应超过±1%，否则应进行修理后才能使用。
压痕中心到试件边缘的距离不应小于压痕直径2.5倍，而相邻的压痕中心距离不应小于
压痕直径的四倍。
四、洛式硬度 (一) 测试原理
洛式硬度法克服了布氏法的缺点，它的压痕较小，可测量较高硬度，可直接读数，操作方便、效率高，洛氏硬度法也采用压入法，它用金刚石和钢球作压头。但它是以压痕的陷凹深度作为计量硬度指标。
为了可以用一个试验机测定从软到硬的材料的硬度，采用了不同的压头和总负荷，组成了15种不同的洛氏硬度标度，见表二所示为各种洛氏硬度符号、试验条件及其应用。钢铁材料最常用HRB和HRC两种标度测定。
各种洛氏硬度计测量原理都是相似的，现以测量HRB、HRC为例说明。
图三洛氏硬度测量原理。一般较硬的金属材料（如淬火后的工件）用金刚石压头；较软的金属材料用钢球压头。
总载荷P分为两次加到压头上。首先加入预载荷P0，使压头与试样的表面接触良好，此时，压痕深度为h1（见图三a）；然后加入主载荷P1，这时总载荷P= P0+ P1，此时压痕深度增加到h2位置（见图三b）；随后将主载荷卸除，此时压痕由于加载时所产生的弹性变形已恢复，此时压痕深度h= h2—h1，（见图三c）作为测量的依据。
如果直接以压痕深度h来作计算硬度指标，那么就会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值大的现象，这和布氏硬度值大小相反，不符合人们的习惯。因此用一常数K来减去所得的压痕深度值作为洛氏硬度的指标。 即：HR=k—h
当以钢球为压头时，k=0.26；以金刚石锥体为压头时，k=0.2。此外，在读数上又规定以压入深度0.002mm作为标尺刻度的一格，这样前者的0.26常数相当于130格，后者0.2常数相当于100格，因此洛氏常数硬度值可由下式确定：
HRB=130—h／0.02 （红色表盘） HRC=100—h／0.02 （黑色表盘） 因此可知当压痕深度h=0.2mm时 则：HRC=0 HRB=30
这也说明为什么HRB要取0.26作为常数的原因，因为HRB是测定较软的金属材料的，测试时有的压痕深度可能超过0.2mm以上，若取0.2作为常数，硬度将会得负值，为此HRB把常数取得大些。
图三 洛氏硬度计测量原理
(二) 洛氏硬度机的构造与操作
洛氏硬度计类型较多，外形构造也不相同，但构造原理及主要部件相同。见图四：
图四 HR-150型洛氏硬度计结构图
1-指示器；2-加载手柄；3-缓冲器；4-砝码座；5、6-砝码；7-吊杆；8-吊套；9-机体；10-加载杠杆；11-顶杆；12-刻度盘；13-主轴；14-压头；15-试样；16-工作台；17-升降丝杠；18-手轮
实验时试样6放在工作台5上，按顺时针方向转动手轮3，使工作台上升至试样与压头7接触。实验时试样6放在工作台5上，按顺时针方向转动手轮3，使工作台上升至试样与
压头7接触。继续转动手轮，通过压头和压轴8顶起杠杆10，并带动指示器表盘9的指针转动，待小指针指到黑点时，试样即已加上98N的强载荷，随后转动指示器表盘使大指针对准“O”（测HRB时对准“30”），按下按钮1释放转盘4。在砝码11的作用下，顶杆12在缓冲器15的控制下匀缓下降。主载荷通过杠杆、压轴和压头作用于试样上。停留规定时间后，扳动手柄2，使转盘顺时针方向转动至原来被锁住的位置。由于转盘上齿轮使扇齿轮13、齿条14同时运动而将顶杆顶起卸掉主载荷。这时指针所指的读数（HRC、HRA读C标尺，HRB读B标尺）即为所求的洛氏硬度值。
（三）测量方法： ① 按表二选择压头及载荷； ② 根据试件大小和形状选择载物台； ③ 将试件上下两面磨平，然后置于载物台上； ④ 加预载荷。按顺时针方向转动升降机构的手轮，使试样与压头接触，并观察读数百分表上小针移动到小红点为止； ⑤ 调整读数表盘，使百分表盘上的长针对准硬度值的起点。如测量HRC、HRA硬度时，把长针与表盘上黑字G处对准。测量HRB时，使长针与表盘上红字B处对准； ⑥ 加主载荷。平稳地扳动加载手柄，手柄自动升高到停止位置（时间为5~7秒），并停留10秒； ⑦ 卸除主载荷。扳回加载手柄至原来位置。 ⑧ 读数。表上长针指示的数字为硬度的读数。HRC、HRA读黑数字，HRB读红数字； ⑨ 下降载物台，取出试件； ⑩ 用同样方法在试件的不同位置测三个数据，取其算术平均植为试件的硬度值。
各种洛氏硬度硬度值之间，洛氏硬度与布氏硬度间都有一定的换算关系。对钢铁材料而言，大致有下列关系式：
HB≈2HRB
HB≈10HRC（只当HRC=40~60范围） HRC≈2HRA—104
（四）洛氏硬度测量注意事项
1. 试件的准备：试件表面应磨平、且无氧化皮和油污等；试件形状应能保证试验面与压头轴线相垂直；测试过程应无滑动。
2. 试件的最小厚度应不小于压入深度的8倍，测量后试件的支撑面上不应有变形前迹。 3. 压痕间距或压痕与试件边缘距离：HRA＞2.5mm；HRC＞2.5mm；HRB＞4mm。 4. 不同的洛氏硬度有不同的适用范围，应按表二选择压头及载荷。这是因为超出规定的测量范围时，准确性较差。例如HRB102，HRB18等的写法是不准确的，是不宜使用的。 五、显微维氏硬度
显微硬度的测量所采用的是两面之间夹角为136°的金刚石正四棱锥压头。如图五所示。
测量时要求试样经过抛光，必要时需腐蚀制成金相试样。试样厚度至少是压痕深度的10倍或者不小于应针对角线的1.5倍，在满足此条件下尽可能选用较大载荷以减少测量误差。
显微硬度计是由显微镜和硬度计两部分组
成。如图六所示。显微镜用来观察显微组织，确定待测部位，测定压痕对角线的长度； 硬度测试装置则是将一定的载荷加在一定的压头上，压入所确定的测试部图位。显微硬度计主要由支架部分、载物台、负荷机构、显微镜系统等四部分组成的。
图五：金刚石正四棱锥压头
图六HX-1000型显微硬度计结构
1-压头；2-压头螺钉；3-后盖；4-电源插头；5-主体；6-显示操作面板；7-升降丝杆；8-10×物镜；9-定位弹片；10-测量照明灯座；11-数字式侧微目镜；12-上盖；13-照相接口盖；14-实验力变换手轮；15-照相、测量转换拉杆；16-物镜、压头转换手轮；17-转盘；18-40物镜×；19-十字试台；20-旋轮；21-电源指示灯；22-电源开关；23-水平调节螺钉；24-面板式打印机
六、实验内容和步骤 （一）布氏硬度试验
1、清理试样表面，并根据试样的材料、厚度和硬度范围选择钢球压头直径D、载荷F及保载时间。
2、放在硬度计工作台上，按布氏硬度计的操作规程进行试验，在试样表面产生一个压痕。移动试样重做一次试验，产生第二个压痕。
3、取下试样，用读数显微镜在相互垂直方向上测量压痕直径d，并根据d查表求出试样的布氏硬度值。 （二）洛氏硬度试验
1、 清理试样表面，并根据试样的材料、形状、选择压头、载荷和工作台。
2、 把试样放在工作台上，按洛氏硬度计的操作规程进行试验。前后共测三点，取其平均值为洛氏硬度值。 （三）维氏硬度
1．试样的抛光、浸蚀、吹干。根据试样的材料、形状选择工作台、载荷和加载时间。 2．在显微镜下观察，选择所测试的部位。
3．移动工作台，使压头对准所测试的部位，然后加载，卸载。 4．移动工作台，在目镜中观察显微硬度的压痕。
3、 用螺旋测微目镜测量压痕对角线的长度。通过查压痕对角线与显微硬度对照表，得到显微硬度值。
（四）实验报告要求
1、 写出各种硬度计的测量原理和测量步骤。 2、 填写下表：
布氏硬度
洛氏硬度
维氏硬度