硬度计测试硬度实验的原理：

1.熟悉布氏、洛氏、维氏、肖氏硬度试验的原理及试验方法。
2.测定金属及非金属材料的布氏、洛氏、维氏、肖氏硬度值。

硬度实验的原理：

1. 布氏硬度试验法为1900年，瑞典人J.A.Brinell所发表。使用直径D的钢球为压痕器，施加荷重P，压入于试片之水平磨光表面，使之产生充分之塑性变形，而形成球面之压痕，通常荷重作用时间在硬材料为30秒，软材料为60秒，以此时所加之荷重P除以球面压痕之表面积A，所得之商即为布氏硬度，一般用HBS(硬钢球)或BHW(超硬合金钢球)表示。
2. 洛氏硬度试验法1919年由美国的Stanly.P.Rockwell所发表。此法系利用杠杆原理，将1.588mm直径的小硬钢球或顶角120°，**半径0.2mm的钻石圆锥体，先施加基准荷重压入试片之表面，以消除试验面不平之弊，其次增压至试验荷重，再恢复至基准荷重，使试片发生压痕，这时由前后两次基准荷重压痕深度差来表示洛适应度。对淬火钢等硬质材料所用的压痕器是钻石圆锥，所加荷重为150kgf，这时所得硬度叫做洛氏C硬度，用HRC之记号表示之；对退火钢和其它软式材料所用的压痕器是小硬钢球，所加荷重为100kgf，这时所得硬度为洛氏B硬度，以HRB之记号表示之。
3. 维氏硬度试验法为英国的R.Smith和G..Sandland在1925年所发表，于1930年始发现其有利于测试氮化钢的表面硬化层之硬度，因此才渐渐广泛使用于工业界。此法包括布氏及洛氏试验之特征，安装有计测显微镜，量取压痕对角线长度，可测至1μm，准时又方便。表示硬度时，把硬度记号HV。
4. 肖氏硬度试验法是于1906年由美国之A.F.Shore所发明。在在广用为动性硬度试验法的代表，此方法是把一定量2.36克的小锤(**装有小粒的钻石，期**半径为0.25mm)挂在垂直的计测桶内一定高度，由此高度使小锤自由落下。当小锤打击试片时，试片表面会产生很小的压痕，此时小锤的一部份能量会消耗在试片的变形。而剩余的能量会时小锤反跳至令一高度。如试片的硬度越大，则冲击压痕浅，消耗能量少，残余能量大，会有较高的反跳高度。反之亦然，所以可用小锤的反跳高度来表示肖氏硬度，通常用HS记号表示之。

硬度实验的设备：

1.布氏：布氏硬度计、压痕器、记测显微镜、布氏硬度数值表。
2.洛氏：洛氏硬度计、压痕器、各式砧座及夹具。
3.维氏：维氏硬度计附记测显微镜、压痕器、V型砧板。
4.肖氏：肖氏硬度计、V型块。

硬度实验的步骤：

1.布氏实验步骤：

1. 依试片材质，选用适当的压痕器及荷重。
2. 依选定荷重，放上重锤，且重锤之装上卸下须左右同时为之，以免锤架弯曲影响试验结果。
3. 上，使试验处的中心位置距离试片边缘2.5d以上，两压痕中心距须4d以上。
4. 选转升降手轮至试片面和钢球轻轻接触为止，但注意试验面应与压痕器轴保持垂直。
5. 关闭排油阀，但不宜太紧。以一定的速率，缓慢摇动油水泵把手，慢慢升高筒内压力，以维持荷重，在无震动及冲击现象下，逐渐加压至选定荷重。
6. 荷重指示表之指针到达预定荷重时，重锤之重量会和高压油槽内之油压平衡，而此时锤架即会缓缓升高，其高度以10mm左右为宜，太高时，高压的油会流回低压槽内，使锤架突然落下，而损坏硬度计。
7. 荷重保持时间，假如无特别指定时则订为三十秒，以使压痕直径得以固定，当时间一到，缓慢松开排油阀，使重锤慢慢下降，此时荷重指示盘之指针亦归零。
8. 降下砧座，取下试片，利用计测显微镜量取压痕直径。测定时需梁杜直交的两方向之直径，进而求平均值。查表得硬度值。

2.洛氏实验步骤：

1. 试片表面需光滑无加工痕迹、油脂等，厚度至少为压痕深度10倍以上，及厚度达1.5mm以上。试片背面不得受压痕的影响，如有锈蚀也应除去，未必使试验面与底面平行，以避免产生间隙。
2. 荷重手摇柄推至前方位置。
3. 选择适当之砧座至于升降螺旋之顶端。
4. 依照材料状况选择适当的荷重于附和杠杆后方之钩中。
5. 选择适当之压痕器，以免伤及压痕器。装换试片及砧座时均不可撞及压痕器，测试中不可移动试片。压痕器需柔和的将之装入柱塞杠底端之孔中，压痕器柄上削平面，朝向有柄螺丝，轻施压痕器以确定装设位置，并锁紧有柄螺丝。
6. 继续转动升降手轮，此时指针开始旋转，长指针转约三圈后，短指针将指至小黑点，则表示已至基准荷重，此时停止旋转升降手轮，刻度盘内如不足或超过时，则试片必须另择新位置重新试验操作。
7. 转动刻度盘的可动外壳使刻度盘内标”set”的位置对正于长指针。
8. 推动荷重手摇柄向后，使其能自动平稳的施加试验荷重，此时指针将反时钟方向旋转。
9. 试验荷重的保持时间，通常考虑作业性，将试验荷重负荷了后4～5秒，长指针处于停止状态，就转回荷重手摇柄向前以升起负荷杆重，这时候指针将顺时钟方向旋转，其*后所停止的位置试片之硬度值，读至0.2单位。

3.维氏实验步骤：

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0.1～0.3mm程度为止。
3. 转动记测显微镜，使物镜对正试片中心位置。
4. 调整目镜中之基准线，使计测显微镜的目镜对准试验面的焦点。试验面的中心位置需离已有的压痕中心4d以上，而离试片边缘2.5d以上。
5. 再度将压痕器转动正于试片中心位置。按下启动杆由于凸轮及重锤之作用而产生压痕。
6. 旋转手轮降下砧座
7. 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。
8. 测定对角线长度，再于90度方向测定另一长度。求两者平均值。
9. 查表得硬度值。

4.肖氏实验步骤：

1. 先把硬度计调整至准备状态。
2. 转动计测筒升降手轮使筒上升，使试片放置于砧座上，在转动计测筒升降手轮使筒下降压紧试片以避免惯性影响，压紧力应在20kg以上。
3. 将黑色冲锤操作旋钮顺时针转到底，使冲锤落下冲击试片表面，听到喀一声，放开此钮，然后直接读取刻度盘上所指之读数，此为肖氏硬度值。

硬度的实验结果表格：

布氏(HB)

肖氏

维氏(HV)