硬度是衡量金屬軟硬程度的一種性能指標(biāo)，是指弧形輥金屬抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)都是在靜態(tài)力下測(cè)定材料力學(xué)性能的方法。弧形輥硬度試驗(yàn)由于其基本上不損傷試樣，簡(jiǎn)便迅速，不需要制作專門試樣，而且可以直接在工件上進(jìn)行測(cè)試，因而在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。拉伸試驗(yàn)雖能準(zhǔn)確地測(cè)出金屬的強(qiáng)度、塑性，但屬于破壞性試驗(yàn)，因而在生產(chǎn)中不如硬度試驗(yàn)應(yīng)用廣泛。

硬度是一項(xiàng)綜合力學(xué)性能指標(biāo)，從弧形輥金屬表面的局部壓痕即可以反映出材料的強(qiáng)度和塑性，因此在零件圖上常常標(biāo)注各種硬度指標(biāo)，以作為技術(shù)要求。硬度值的高低對(duì)弧形輥零件的耐磨性有直接影響，一般情況下鋼的硬度值愈高，其耐磨性亦愈高。硬度測(cè)定方法有壓人法、劃痕法、回彈高度法等，其中壓人法的應(yīng)用最為普遍。

壓人法是在規(guī)定的靜態(tài)試驗(yàn)力作用下，將壓頭壓人金屬材料表面層，然后根據(jù)壓痕的面積大小或深度測(cè)定其硬度值。這種評(píng)定方法稱為壓痕硬度。在壓人法中根據(jù)試驗(yàn)力、壓頭和表示方法的不同，常用的硬度測(cè)試方法有布氏硬度（ HBS 或 HBW )、洛氏硬度（ HRA 、 HRB 、 HRC ）和維氏硬度（ HV )。

（一）布氏硬度布氏硬度的試驗(yàn)原理是用一定直徑的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，去除試驗(yàn)力，測(cè)量弧形輥試樣表面的壓痕直徑 d ，然后根據(jù)壓痕直徑 d 計(jì)算其硬度值，如圖2-4所示。布氏硬度值是指球面壓痕單位表面積上所承受的平均壓力。選擇淬火鋼球壓頭時(shí)，用符號(hào) HBS ；選擇硬質(zhì)合金球壓頭時(shí)，用符號(hào) HBW 表示。布氏硬度值可用下式計(jì)算：

2Fπ D ( D -/D2-d2) HBS ( HBW )=0.102x-式中 F -﹣試驗(yàn)力， N ; D -﹣壓頭的直徑， mm ;式中只有 d 是變數(shù)，因此試驗(yàn)時(shí)只要測(cè)量出壓痕直徑 d ( mm )，就可通過計(jì)算或查布氏硬度表得出 HBS ( HBW ）值。布氏硬度計(jì)算值一般都不標(biāo)出單位，只寫明硬度的數(shù)值。由于金屬有硬有軟，工件有厚有薄，在進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，壓頭直徑 D 、試驗(yàn)力和保持時(shí)間應(yīng)根據(jù)被測(cè)金屬種類和厚度正確地進(jìn)行選擇。

在進(jìn)行布氏硬度試驗(yàn)選擇壓頭時(shí)， HBS 適用于測(cè)定布氏硬度值在450以下的材料，如灰鑄鐵、有色金屬及經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)處理的鋼材等； HBW 適用于測(cè)定布氏硬度值在450~650之間的材料。目前我國(guó)布氏硬度試驗(yàn)常用的壓頭主要是淬火鋼球。布氏硬度的標(biāo)注方法是，測(cè)定的硬度值應(yīng)標(biāo)注在硬度符號(hào)的前面。

除了采用鋼球直徑 D 為10mm，試驗(yàn)力為3000kgf(29.42kN)，保持時(shí)間為10s的試驗(yàn)條件外，在其他條件下試驗(yàn)測(cè)得的硬度值，均應(yīng)在硬度符號(hào)的后面用相應(yīng)的數(shù)字注明壓頭直徑、試驗(yàn)力大小和試驗(yàn)力保持時(shí)間。例如：150HBS10/1000/30表示：用直徑為10mm的淬火鋼球，在1000kgf(9.807kN）試驗(yàn)力作用下保持30s測(cè)得的布氏硬度值為150。500HBWS/750表示：用直徑為5mm的硬質(zhì)合金球，在750kgf(7.355kN）試驗(yàn)力作用下保持10~15s測(cè)得的布氏硬度值。

一般試驗(yàn)力保持時(shí)間為10~15s時(shí)都不需標(biāo)明。布氏硬度的特點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)金屬表面壓痕大，能在較大范圍內(nèi)反映弧形輥材料的平均硬度，測(cè)得的硬度值比較準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng)。但由于其壓痕大，對(duì)金屬表面的損傷也較大，因此不宜測(cè)定太小或太薄的試樣。