在机械零部件设计中，大部分耐磨件、精密装配件都需要在图纸上标注硬度，作为一名机械设计工程师，我们必须对钢铁的硬度有一定的了解，知道常用的硬度表示法和熟悉相关的测量工具，常用的钢铁牌号的热处理前后硬度范围要心里有数，需要详细数据时要知道查询《钢铁材料手册》，这样在设计工作中才能心中有数、游刃有余。

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力，主要反映了钢铁表面的耐磨性和决定了钢铁的抗拉强度，它是金属材料的重要性能指标之一，一般硬度越高耐磨性越好。硬度值的大小在一定程度上可以反映材料的耐磨性，是零件或工具的一项重要的机械性能指标。

金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同。常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。HV-适用于显微镜分析，维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。 便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。

机械设计中最常用的是布式硬度HB和洛式硬度HRC。

布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS)或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。 布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

（图3-硬度-1）

洛式硬度(HR)是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

• HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
• HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
• HRC：是采用150kg载荷和顶角120度的金刚石圆锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料(如淬火钢等)。

洛式硬度(HR)中最常用的是C标尺的洛式硬度(HRC)，因为它所适用的硬度测量范围在实践中最常用。

HRC和HB在生产中的应用都很广泛，这里谈谈他们的主要区别：

1. 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。
2. 两者硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。
3. C标尺洛氏硬度（HRC）适用范围HRC 20－67，相当于布氏硬度HB225－650，若硬度高于此范围则用洛氏硬度A标尺HRA，若硬度低于此范围则用洛氏硬度B标尺HRB。而布氏硬度(HB)上限值HB650,不能高于此值。
4. 洛氏硬度（HRC）压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。布氏硬度(HB)压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。
5. 洛氏硬度（HRC）的硬度值没有单位（因此习惯称洛氏硬度为多少度是不正确的）。 布氏硬度(HB)的硬度值有单位(N/mm2)，且和抗拉强度有一定的近似关系。
6. 洛氏硬度（HRC）直接在表盘上显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。布氏硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐，当然现在我们也可以使用布氏硬度计，但是需要10次以上测量并取平均值。
7. 在一定条件下，HB与HRC可以查表互换（见下表）。其心算公式可大概记为：1HRC≈1/10HB。

   
   （图3-硬度-2）

常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表

如果您要查的抗拉强度>1000N/mm2，或者维氏硬度>310HV，或者布氏硬度>300HB，或者洛氏硬度>32HRC，请查本表

抗拉强度RmN/mm2	维氏硬度HV	布氏硬度HB	洛氏硬度HRC	抗拉强度RmN/mm2	维氏硬度HV	布氏硬度HB	洛氏硬度HRC
250	80	76	-	1030	320	304	32.2
270	85	80.7	-	1060	330	314	33.3
285	90	85.2	-	1095	340	323	34.4
305	95	90.2	-	1125	350	333	35.5
320	100	95	-	1115	360	342	36.6
335	105	99.8	-	1190	370	352	37.7
350	110	105	-	1220	380	361	38.8
370	115	109	-	1255	390	371	39.8
380	120	114	-	1290	400	380	40.8
400	125	119	-	1320	410	390	41.8
415	130	124	-	1350	420	399	42.7
430	135	128	-	1385	430	409	43.6
450	140	133	-	1420	440	418	44.5
465	145	138	-	1455	450	428	45.3
480	150	143	-	1485	460	437	46.1
490	155	147	-	1520	470	447	46.9
510	160	152	-	1555	480	-456	47.7
530	165	156	-	1595	490	-466	48.4
545	170	162	-	1630	500	-475	49.1
560	175	166	-	1665	510	-485	49.8
575	180	171	-	1700	520	-494	50.5
595	185	176	-	1740	530	-504	51.1
610	190	181	-	1775	540	-513	51.7
625	195	185	-	1810	550	-523	52.3
640	200	190	-	1845	560	-532	53
660	205	195	-	1880	570	-542	53.6
675	210	199	-	1920	580	-551	54.1
690	215	204	-	1955	590	-561	54.7
705	220	209	-	1995	600	-570	55.2
720	225	214	-	2030	610	-580	55.7
740	230	219	-	2070	620	-589	56.3
755	235	223	-	2105	630	-599	56.8
770	240	228	20.3	2145	640	-608	57.3
785	245	233	21.3	2180	650	-618	57.8
800	250	238	22.2		660		58.3
820	255	242	23.1		670		58.8
835	260	247	24		680		59.2
850	265	252	24.8		690		59.7
865	270	257	25.6		700		60.1
880	275	261	26.4		720		61
900	280	266	27.1		740		61.8
915	285	271	27.8		760		62.5
930	290	276	28.5		780		63.3
950	295	280	29.2		800		64
965	300	285	29.8		820		64.7
995	310	295	31		840		65.3
					860		65.9
					880		66.4
					900		67
					920		67.5
					940		68