硬度作为衡量材料抵抗局部变形能力的关键指标，对于材料选择、产品质量把控以及工艺优化意义非凡。不同的硬度测试方法各有所长，适配各类材料与多样应用场景，以下将对常见的硬度测试方法展开详细剖析。

1、测试原理

以规定直径（D）的硬质合金球或淬火钢球为压头，在特定试验力（F）作用下，垂直压入被测材料表面，保持规定时长（t）后卸除试验力，测量材料表面残留压痕的直径（d），基于布氏硬度计算公式：

算出硬度值，单位通常为N/mm²，习惯记为 HBS（钢球压头）或 HBW（硬质合金球压头）。

2、适用材料与场景

广泛用于铸铁、非铁金属（如铜合金、铝合金）及退火、正火、调质态钢材等相对软质或中等硬度材料。像机械制造里铸铝件质量检测，借布氏硬度评判内部组织结构均匀性、铸造缺陷影响；建筑领域对结构用钢材抽检，把控材质达标、加工工艺稳定性。

优点：压痕大、能反映材料综合性能，测试数据稳定、重复性优，可检测组织偏析、夹杂物等对硬度干扰；

缺点：不适于成品高精度表面、薄小件，因压痕会留明显痕迹、可能贯穿试件。

3、常用标准

ISO 6506《金属材料 布氏硬度试验》

GB/T 231.1《金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法》

1、测试原理

依材料软硬，搭配不同压头（圆锥角 120° 金刚石圆锥体用于硬材料，直径 1.588mm 硬质合金用于软材料）与多级试验力，先加初试验力使压头接触材料、消除表面不平影响，再施主试验力，之后卸除主试验力保留初试验力，按残余压痕深度（h）换算硬度值，表盘或数显屏直读硬度，如洛氏硬度 HRC（用金刚石圆锥压头、测淬火回火钢材等硬材）、HRB（ 硬质合金压头测软金属）。

2、适用材料与场景

对钢铁热处理后质量评定（淬火态高硬度耐磨件、回火态综合性能调零件）、有色金属加工（铜材冷加工硬化监控）极为得力，工业生产批量零部件（汽车发动机轴、齿轮）硬度快速抽检常用。

优点：操作简便、测试迅速，压痕小不损成品外观精度，可测薄厚不均、形状复杂件；

缺点：压痕浅，易受表面粗糙、材料微观不均影响，数据精度逊于布氏硬度。

3、常用标准

ISO 6508《金属材料 洛氏硬度试验》

GB/T 230.1《金属材料 洛氏硬度试验 第 1 部分：试验方法》

1、测试原理

采用相对面夹角 136° 正四棱锥形金刚石压头，在选定试验力（小至数克、大至上百千克）下压入材料，经显微镜精确测量压痕对角线长度（d1、d2，取均值），依公式

（d 为平均对角线长度）算出硬度，硬度值标注HV。

2、适用材料与场景

金属（超高强度钢、精密合金）、陶瓷（结构陶瓷、电子陶瓷）、硬质合金、表面镀层（镀锌、镀铬层）等全域覆盖，科研新材料开发（探究纳米晶金属硬度）、微机电系统（MEMS）器件微小区域（几微米到几十微米）硬度表征、刀具涂层耐磨评估。

优点：精度高，试验力多元，可选适配不同薄厚、软硬材料；

缺点：操作繁琐，需借助显微镜，效率偏低。

3、常用标准

ISO 6507《金属材料 维氏硬度试验》

GB/T 4340.1《金属材料 维氏硬度试验 第 1 部分：试验方法》

1、测试原理

利用菱形金刚石压头（长对角线与短对角线夹角为 172°30′，短对角线与压头轴线夹角为 130°），在特定试验力作用下压入材料表面，保持规定时间后卸除力，测量压痕长对角线长度（L），通过努氏硬度计算公式

（F 为试验力）得出硬度值，单位与其他硬度测试常用单位一致，为N/mm²，标注为 HK。该压头形状使得在相同试验力下，努氏压痕比维氏压痕更深更细长，能更精准反映材料局部性能差异，尤其对表面硬化层、薄涂层等硬度梯度明显区域测试优势突出。

2、适用材料与场景

常用于金属表面处理领域，如电镀层、氮化层、渗碳层等硬化层深度及硬度分布检测，在刀具刃口强化涂层、精密机械零件表面改性层质量把控方面不可或缺；也广泛应用于陶瓷、硬质合金等脆性材料硬度测定，助力优化其烧结工艺、提升耐磨性能。例如在刀具制造中，评估涂层刀具切削刃处涂层硬度均匀性，保障刀具切削性能与使用寿命。

3、常用标准

ISO 4545《金属材料 努氏硬度试验》

GB/T 18449.1《金属材料 努氏硬度试验 第 1 部分：试验方法》

1、测试原理

分邵氏 A（用于软橡胶、弹性体）与邵氏 D（针对硬橡胶、高硬度塑料）两种类型。邵氏 A 采用钝粗压针，试验力相对小，邵氏 D 压针更尖细，试验力较大。测试时，将规定形状、尺寸压针在特定压力下垂直压入材料，按压入深度换算硬度，表盘直接指示硬度读数。原理基于压针在材料中陷入程度与材料软硬关联，陷入越深硬度值越低，反之越高。

2、适用材料与场景

是橡胶工业制品（轮胎、密封圈、输送带）质量管控关键手段，保障产品柔韧、耐磨、防滑等性能符合设计要求；也用于塑料制品（塑料地板、工具手柄、塑料管材）硬度分级，适配不同使用场景需求。比如轮胎生产中，邵氏 A 硬度测试贯穿各工序，从橡胶混炼胶料质量把控，到成品轮胎胎面、胎侧硬度监测，确保轮胎抓地力、舒适性与耐久性平衡。

3、常用标准

ASTM D2240《用硬度计测定橡胶特性 — 硬度》

GB/T 2411 - 2008《塑料 邵氏硬度试验方法》

GB/T 531.1《硫化橡胶或热塑性橡胶 压入硬度试验方法 第 1 部分：邵氏硬度计法》

1、测试原理

借助纳米压痕仪，以极小尺寸（纳米级）的金刚石压头，在极微小的加载力（常为微牛至毫牛量级）作用下，缓慢压入待测材料表面，精确记录加载过程中力与压入深度关系曲线（即力 - 深度曲线，常称 P - h 曲线），通过特定分析模型（如 Oliver - Pharr 模型），依据曲线卸载段斜率、最大压入深度等参数，计算得出材料纳米尺度下的硬度值与弹性模量等力学参量，深度剖析材料微观力学性能。

2、适用材料与场景

在纳米材料（纳米颗粒、纳米薄膜）、超薄膜层（半导体薄膜、生物涂层）、微纳机电系统（NEMS/MEMS）器件材料研究中大放异彩，比如评估半导体芯片超薄绝缘层力学可靠性、探究新型二维材料（石墨烯、过渡金属二硫化物）本征力学特性，助力前沿科技从微观层面优化设计、突破性能瓶颈。

3、常用标准

ISO 14577《金属材料 硬度和材料参数的仪器化压痕试验》

GB/T 22458 - 2008《仪器化纳米压痕试验方法通则》

不同硬度测试方法从原理、设备到适用范畴各有侧重，在材料研发、加工制造、产品质检全流程，唯有依据材料特性、测试目的、工况限制精准抉择、规范操作，协同多种方法互校互补，方能深挖硬度信息，筑牢材料与产品性能根基，驱动工业品质升级。

赛华检测成立于2019年6月，目前在深圳具备显微分析、器件分析、化学、热分析、电性能、无损、机械性能、可靠性等检测能力，主要开展材料检测、失效分析、技术咨询服务，除此之外还涉及ISO、ETL、CE、CCC、CQC、UL认证等服务，为客户在产品研发、生产、销售等各环节提供全方面检测与认证服务。