硬度是指材料抵抗局部变形，特别是抵抗塑性变形、压痕或划痕的能力，它是衡量材料软硬程度的指标。硬度试验和拉伸试验都是在静态力下测定材料力学性能的，一般情况下，材料的硬度越高，其强度越高，耐磨性越好。硬度的高低不仅取决于材料的成分和组织结构，而且与测定方法和试验条件有关。硬度试验由于基本上不损伤试样，简便迅速，不需要单独制作试样，而是在工件上直接进行测试，因而在生产中被广泛应用。
硬度测定方法有多种，其中压入法在生产中的应用最为普遍。压入法是在规定试验力的作用下，将压头压入金属表面，然后根据压痕的面积大小或深度测定其硬度值。目前生产中应用较多的是布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验法。3.1 布氏硬度
布氏硬度试验法是用直径为D 的硬质合金球，在规定试验力F 的作用下压入被测金属表面，保持规定时间后卸除试验力，在被测金属表面上留下一直径为d 的压痕，测量压痕直径d，并由此计算出压痕的球缺面积S，如图1-4所示。
然后再计算出单位压痕面积上所承受的平均压力，以此作为被测金属的布氏硬度值。布氏硬度值可用下式计算：
布氏硬度的标注方法为：硬度值+HBW+压头直径+试验力（对应kgf）+试验力保持时间。一般试验力保持时间为10～15s时不标出。例如：180HBW10/1000/30表示用直径为10mm的压头，在对应1000kgf （9807N）试验力作用下保持30s测得的布氏硬度值为180；500HBW5/750表示用直径为5mm 的压头，在对应750kgf （7355N）试验力作用下保持10～15s测得的布氏硬度值为500。 布氏硬度的特点是试验时金属表面压痕面积大，能客观地反映被测金属的平均硬度，试验结果较准确，数据重复性强，但由于其压痕大，不宜测试成品或薄片零件的硬度。3.2 洛氏硬度
洛氏硬度试验法是将压头（金刚石圆锥或硬质合金球）在规定试验力作用下压入被测金属表面，由压头在金属表面形成的压痕的深度来确定其硬度值。试验时，先加初试验力98.07N，然后再加主试验力，在初试验力+主试验力的压力下保持一段时间之后，去除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样的压痕深度来衡量金属硬度的大小。 图1-5为金刚石圆锥压头的洛氏硬度试验原理图。图中，0-0为金刚石压头的初始位置，1-1为在初试验力作用下，压头压入深度为h0 的位置，加初试验力的目的是使压头与试样表面紧密接触，避免由于试样表面不平整而影响试验结果的精确性；2-2为在总试验力（初试验力+主试验力）作用下，压头压入深度为h1 时的位置；3-3为卸除主试验力后由于被测金属弹性变形恢复，使压头略为提高的位置。
测定在初试验力下压痕残余深度h，以此来衡量被测金属的硬度。根据h 值及常数N 和S 用下式计算洛氏硬度（HR）：
式中，N 为常数，压头为金刚石圆锥时，N =100；压头为硬质合金球时，N =130。 为了能用同一硬度测试原理测量从极软到极硬材料的硬度，可采用不同的压头和试验力，组成几种不同的洛氏硬度标尺，其中常用的是A、B、C三种标尺。表1-2为这三种标尺的试验条件和应用范围。
洛氏硬度值的表示方法为：硬度数值+HR+使用的标尺。如60HRC表示用“C”标尺测定的洛氏硬度值为60。在试验时，洛氏硬度值均由硬度计的刻度盘上直接读出。 洛氏硬度试验是目前生产中应用最为广泛的一种硬度测试方法。其特点是：硬度试验压痕小，对试样表面损伤小，常用来直接检验成品或半成品零件的硬度；试验操作迅速、简便，可以从试验机上直接读出硬度值；当采用不同标尺时，可测量出从极软到极硬材料的硬度。其缺点是由于压痕小，对内部组织和硬度不均匀的材料，所测结果不够准确。因此，在进行洛氏硬度测试时应在被测金属的不同位置测出三点以上的硬度值，再计算其平均值。 维氏硬度的测定原理与布氏硬度相同，不同的是维氏硬度采用的是一个对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石压头。在测试硬度时将一定的试验力F 将压头压入被测金属表面，保持规定时间后卸除试验力，则被测金属表面会压出一个正四棱锥形的压痕，测量试样表面压痕对角线的平均长度d，从而计算出压痕的表面积S，如图1-6所示。
用单位压痕面积上承受的平均压力作为被测金属的维氏硬度值，维氏硬度值（HV）可用下式计算：
维氏硬度的标注方法为：硬度值+HV+试验力（对应kgf）+试验力保持时间。一般试验力保持时间为10～15s时不标出。如：600HV50表示在50kgf（490.3N）试验力作用下，保持10～15s测得的维氏硬度值为600。800HV30/20表示在30kgf （294.2N）试验力作用下，保持20s测得的维氏硬度值为800。 维氏硬度适用范围广，从极软到极硬的材料都可以进行测量，且连续性好，可测量较薄或表面硬度值较大的材料的硬度，尤其适用于零件表面层硬度的测量，如化学热处理的渗层硬度测量。但维氏硬度测试时对试样表面质量要求较高，测试过程比较麻烦，效率较低，没有洛氏硬度方便，因此不适用于生产现场的常规试验，且因施加的试验力小，压入深度较浅，所测数据精确度不高。