为什么硬度单位不能统一？

01-15

据我所知的硬度表示方法就有7种（布氏，洛氏，维氏，莫氏，努氏，里氏，肖氏），应该还有我不知道的。这些不同的的硬度表示方法里面还有不同的实验方法，不同的标尺，加起来上百种了。但是每一个表示方法之间都不具可比性，没有办法对硬度做一个绝对的表示或者是一个公认的相对参考值。材料学矿物学等等相关学科发展这么多年，科学家干嘛去了？把硬度单位统一的难度在哪里？为什么没有人去做？或者最差为什么不能在几个硬度单位之间建立经验公式帮助换算？ @张浩

这个问题其实很简单。

举个例子吧，你要说一个苹果好吃，有人觉得它甜算好吃，有人觉得它水分多算好吃。那甜不甜和水分多不多可以统一吗？甜不甜和水分多不多可以换算吗？

硬度也是这个道理。

表征硬度可以有压入法(如布氏)，它是衡量物体抵抗塑性变形的能力;有划痕法(如莫氏)，它是衡量物体的抗剪切强度;有弹性回跳法(如肖氏)，它是衡量物体的弹性变形能力。

所以苹果好不好吃，各有各的说法;硬度高不高，也各有各的衡量方式。你非要把单位全都统一，正如你一定要让水分多的苹果是甜的一样。

所以这也算不上科学家的锅了。

以上，饭后简单一答，大概是这么个意思，可能与书上定义有出入。

有时间再补上。

我这么说吧。

因为就是不一样。

韧性也有很多种，冲击韧性、断裂韧性什么的。

强度也有很多种，抗拉强度、抗压强度、疲劳强度什么的。

硬度就是分成肖氏硬度、莫氏硬度、洛氏硬度什么的。

测试方法也不一样，意义也不一样。

有的材料可以都有，有些就是不全有。

就是这样。

根据材料具体情况分别应用在不同的场合，无法统一。别看硬度这么多，实际上在国内机械行业中常用的就是布氏（BH）洛氏（HK）维氏（HV）。其他的比如肖氏硬度，我个人工作中没有用过，测量方法不同，因为我用不到所以也不研究，但我接触过同属于回跳法测量方式的里氏硬度计，使用非常方面，无需压痕，使用探头直接向工件上打，探头进行几次弹跳，平均数值就是测量的硬度值，里氏硬度计确实很方便，是工业行业中技术进步的体现，但是，回跳法的里氏硬度计的测量结果其实并不如压痕试验的测量更准确。里氏硬度计中还可以直接换算各种硬度包括布氏硬度洛氏硬度，如果一般情况直接用它测量确实方便，但是一些比较紧要的工件，工厂往往宁愿还是做压痕试验，也就是布氏硬度，洛氏硬度和维氏硬度这三种。其他的回答里面已经有几种硬度不同的测量方法了，我不重复，只打算做一点微小的工作，补充一点用途。

在现中国工厂中布氏硬度可能是应用最广泛的指标了，它采用压痕实验，方法简单，结果准确可靠，将作为参照系的钢球或硬质合金球压人被测物表面，卸除后来测量压痕直径。可以采用公式计算，实际在测量的时候也可以直接用硬度看镜看压痕直径，和对照表上的直径对应参考下以判断硬度是否合格，这种方法其实比较省事。。。。不过布氏硬度这种测量方法不适用于较硬的钢（比如，收割机上的刀片）或太薄的板材（布氏硬度的打点造成的压痕直径较大，会直接在工件上留下一个坑，太薄的板件很可能被打穿），什么量具的设计总是有个测量范围的。布氏硬度施展不了的地方，就需要别的硬度测量来补充。主要是洛氏硬度，洛氏硬度的测量在原理上和布氏硬度一样，也是压痕试验，它可以测量从极软到极硬的金属材料，不过洛氏硬度的压痕（俗称“打点”）比布氏硬度测量要小，它的准确性不如布氏硬度，洛氏硬度在机械行业中往往作为布氏硬度的补充应用。

然后是维氏硬度，它的测量方法其实也是压痕实验，计算方法是常数乘以试验力除以压痕面积所得的商。它的特点是可以测量非常薄的金属材料和表面层的硬度测量。它拥有布氏硬度和洛氏硬度的主要优点并克服了它们无法测量极薄材料的缺点，但是维氏硬度的测量比较麻烦，它在工业生产中一般很少用。

这些不同的硬度的分类，有的是测量方法不同，有的是应用的场合不同，互为补充，所以尽管可以用仪器方便的换算几种硬度的值，但是标准和方法是无法统一的，因为现在工具越来越发达，可以直接用计算工具来换算，也不用过去那么费劲去查表去手工换算，所以人们也并没有什么不便。

不务正业跑去学材料力学性能的人来解释一下……

首先是硬度本身的定义就要一分为二：压入变形和刻划破裂。

其次，硬度单位的不统一主要是由于测量方法的不统一造成的～而每一种测量方法都有其对应的不同的实际应用背景。

具体来说请看下图。

所以从实际操作上来讲，由于静载、动载和划痕三种方法完全不同（每一种细分的具体方法原理大致相同但实际测量方式存在差异），因此这三种硬度就不能够互相转换。

不过布洛维是有表可以互查的，因为都是静载压入。

我大概理解题主的意思，题主觉得硬度应该是一种材料本身所决定的固有属性，就像密度、电导率一样。

但是据我所知，硬度没有明确的物理意义，其工程意义如下：

1、用于比较材料的耐磨性

2、对材料及物件进行检测分析

正因如此，硬度是不能用作定量设计的（工件图纸上标注某某部分硬度值是多少不是定量设计，定量设计应该是采用屈服强度之类的定义明确的物理量）。

硬度也许和抗拉强度有些许联系，但是现在并没有明确的结论。

一方面，硬度的衡量标准不一，有的是压入，有的是刻划。

一方面，测量方式的优劣，使得不同标准使用范围不一。

比如我们地质狗就用最方便野外测量的摩氏硬度，优点就是方便测量，方便比较。缺点是没有定量测量，分级不平均。

而其他的学科需要定量的，更精确的数据，摩氏硬度就不适合了。

而不同的标准间还有量程、适用范围等问题。

所以不同的测量方式，不同的标准，也是应运而生。

知乎惯例先问是不是。。。

事实上，采用压痕法的洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度（含显微维氏）三者之间是有换算关系的，速查表很多。之间差别只是适用范围不同。

其他几种表征方法不一样是没法换算的

因为硬度的单位实际上不是严格意义上的单位只是标注一个测量方法。有了同样的测量方法才能进行定性比较。

然而不同的测量方法适用的材料种类和硬度范围不一样（额好懒我要不要举例呢...）

总而言之比起别的mechanical property人家的单位硬度单位不一样

因为硬和难都是hard

每种硬度测量方法不一样，使用场景也不一样。相互换算的经验公式早就有了，查机械设计手册。

最近在使用显微硬度仪，打的是维氏硬度，然而我做的材料大部分用的是洛氏硬度HRC，捣鼓了把半天，发现测试仪器可以将维氏硬度转换为洛氏硬度，事实上这里维氏硬度HV与洛氏硬度HRC可以转换，具体还搜了一下公式： HRC=100-37353/(HV+200) 。其它硬度之间有没有转换公式我就不清楚啦

用橘子来举个例子桌子上放了俩个橘子一个是酸的一个是甜的让俩个人来吃那他们俩的感受能统一吗？

刚考完材料物理性能（虽然什么都没学哈哈哈，幸好开卷）

据我考试中预习所获得的浅薄理解，各氏硬度的衡量标准都不一样，它们貌似都是在一个看似合理的可以体现物质硬度的实验过程中测量一个和物质硬度没有直接关系的物理量（当然也有直接相互摩擦看谁坚挺的标准）。

如上所述，没有一个严格意义上的物理量来衡量物质的硬度。

适用范围不一样啊！你总不能用手上的尺子去量纳米单位的吧。

感觉上的事儿不能用物理来衡量。你喜欢一人的程度能量化吗？兴许能量化荷尔蒙的增长速度比例吧。

硬度是相对概念，任何单一方法只在某一范围效果好，所以出现各种方法

我觉得题主已经把答案说出来了。

“但是每一个表示方法之间都不具可比性，没有办法对硬度做一个绝对的表示或者是一个公认的相对参考值。”

不懂材料学，但是既然不能统一，那肯定有不同测量方法硬度强度不一致的情况了。

听说有人用火腿肠，有人用香蕉。。。匿了

理论上是可以只用一种方法。但各种硬度方法针对的硬度范围是不一样的。就好比你拿米尺去测mm级别的东西，只要把米尺最小刻度弄小，理论上是可以测的。但你觉得现实上可行吗？

至于换算关系，是有的。见美标ASTM E150。但这只是经验关系式，不是物理关系。

至于物理意义上的理论换算关系，我觉得是存在的，只是以目前的材料学发展水平, 是比较难获取的。涉及到的东西太多了，尤其是涉及到塑形变形，对强度的理论预测。而这些都是极为极为复杂的东西。

它们背后的物理性能之间不存在联系或者有难以简单表示的关系，也就是相互不能转换

因为没有单位啊

你看到的30hrc，hv514等等，这些只是数值，那几个字母，只是表示得出这个数值的测试方法