1. 压痕硬度仪
常用的硬度单位有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1.布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
3 维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。
洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。
洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。
2. 压痕硬度测试
膜的硬度测定方法很多，目前常用的有4种方法，即摆杆阻尼硬度法、铅笔硬度法、划痕硬度法和压痕硬度法。采用国家标准《GB1730—88漆膜硬度的测定摆杆阻尼试验》和《GB6739—86涂膜硬度铅笔测定法》。
油漆产品常用测试方法是：铅笔硬度测试。
判定标准：漆膜干燥后，以垂直压力1千克的力量，45度斜角在漆膜画出3CM长度，5次，漆膜没划痕，该铅笔级别硬度即为漆膜硬度。
铅笔硬度级别分为6B.5B.4B.3B.2B.B.HB.F.H.2H.3H.4H.5H.6H.7H.8H.9H，比如使用H铅笔表面无刮痕，使用2H铅笔有刮痕，则涂料硬度为H
3. 压痕法测硬度
布氏硬度的表示方法： HBS或HBW之前的数字为硬度值，后面按顺序用数字表示试验条件：
①压头的球体直径；
②试验载荷；
③试验载荷保持的时间（10~15s不标注）。
一般来说，布氏硬度值越小，材料越软，其压痕直径越大；反之，布氏硬度值越大，材料越硬，其压痕直径越小。
布氏硬度测量的优点是具有较高的测量精度，压痕面积大，能在较大范围内反映材料的平均硬度，测得的硬度值也较准确，数据重复性强。
布氏硬度范围为8~650HBW。
对于某些金属材料来说，可以根据布氏硬度值粗略地确定其抗拉强度值
例如：
170HBS10/1000/30表示用直径10mm的钢球，在9807 N（1000 kgf）的试验载荷作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。
530HBW5/750表示用直径5 mm的硬质合金球，在7355N（750kgf）的试验载荷作用下，保持10~15s时测得的布氏硬度值为530。
应用：
布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材，不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。
国家标准（GB231-84）规定布氏硬度试验时，常用的0.102F/D的比例为30、10、2.5三种，根据金属材料的种类、试样硬度范围和厚度的不同，按下表（布氏硬度试验规范）选择试验压头（钢头）的直径D、试验力F及保持时间。
4. 压痕硬度计
原理：在规定条件下，将洛氏硬度计压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）分2个步骤压入试样表面。卸除主试验力后，在初试验力下测量压痕残余深度h。以压痕残余深度h代表硬度的高低。
洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。 由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。
5. 压痕测试仪
包括：弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。
一、弹性指标
1、正弹性模量
定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示，单位为达因每平方厘米。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用K表示；模量的倒数称为柔量，用J表示。
2、切变弹性模量
切变弹性模量G，材料的基本物理特性参数之一，与杨氏（压缩、拉伸）弹性模量E、泊桑比ν 并列为材料的三项基本物理特性参数，在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
3、比例极限
材料在弹性阶段分成线弹性和非线弹性两个部分，线弹性阶段材料的应力与变形完全为直线关系，其应力最高点为比例极限，符号：σP。
4、弹性极限
材料受外力作用，在一定限度内，消除外力，仍能恢复原状，称为该材料弹性形变阶段。弹性极限即该材料保持弹性形变不产生永久形变时，所能承受的最大的应力，用σe 表示，单位为MPa( 或N/mm² )。大多数金属零件可以通过热处理来提高其弹性极限。
二、强度性能指标
1、强度极限
物体在外力作用下发生破坏时出现的最大应力，也可称为破坏强度或破坏应力。一般用标称应力来表示。根据应力种类的不同，可分为拉伸强度(σt)、压缩强度(σc)、剪切强度(σs)等。符号为σb，单位为MPa( 或N/mm² )。
2、抗拉强度
试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段，随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力 (Fb)，除以试样原横截面积 (So) 所得的应力 (σ)，称为抗拉强度或者强度极限 (σb)，单位为N/mm² (MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
3、抗弯强度
指的是材料抵抗弯曲不断裂的能力。弯曲试验中测定材料的抗弯强度一般指试样破坏时拉伸侧表面的最大正应力。在实验室中，对材料的抗弯强度进行测试一般采用三点抗弯法和四点抗弯法。其中四点测试要两个加载力，比较复杂；三点测试最常用。
4、抗压强度
抗压强度代号σbc，指外力是压力时的强度极限。
5、抗剪强度
代号σc，指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限。耐火材料中炮泥的抗剪强度称为蚀亚值，单位MPa。有专用的炮泥蚀亚值测试仪。
6、抗扭强度
用圆柱形材料试件作抗扭实验可求得扭矩和扭角的关系，相应最大扭矩的最大剪断应力叫抗扭强度。扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米N·m。
7、屈服极限（或者称屈服点）
试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
8、屈服强度
金属材料发生屈服现象时的屈服极限，即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。
9、持久强度
在给定的温度下和规定时间内，试样发生断裂的应力值，用符号σ(T,t) 表示。其中σ 表示应力，单位为MPa；T 为温度，单位为℃；t 为时间，单位为h。
三、硬度性能指标
1、洛氏硬度
将压头（金刚石圆锥，钢球或者硬质合金球）按两个步骤（初实验力和主实验力）压入试样表面，经规定保持时间卸除主实验力，测量在初实验力下的残余痕深度h。
洛氏硬度没有单位，是一个无纲量的力学性能指标，其最常用的硬度标尺有A、B、C三种，通常记作HRA、HRB、HRC，其表示方法为硬度数据+硬度符号，如50HRC。
2、维氏硬度
将相对面夹角为136°的正四棱锥金刚石压头以一定的载荷压入试样表面，并保持一定的时间后卸除试验力，所使用的载荷与试样表面上形成的压痕的面积之比。
报告维氏硬度值的标准格式为xHVy。例如185HV5中，185是维氏硬度值，5指的是测量所用的负荷值（单位：千克力）。
3、肖氏硬度
根据规定形状的压针在标准弹簧压力作用下，于规定时间内压入试样的深度转换成的硬度值，代号为HS。
四、塑性指标
1、伸长率（延伸率）
指在拉力作用下，密封材料硬化体的伸长量占原来长度的百分率 (%)。弹性恢复率是指：密封材料硬化体产生的变形能否完全恢复的程度 (%)。伸长率越大，且弹性恢复率越大，表明密封材料的变形适应性越好。代号：δ，单位：%。
2、断面收缩率
材料受拉力断裂时断面缩小，断面缩小的面积与原面积之比值叫断面收缩率， 老标准JB/T 6396-1992 中用ψ 表示，新标准JB/T 6396-2006 中用Z 表示，单位为%。
五、韧性指标
1、冲击韧性
反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力，一般由冲击韧性值 (ak) 和冲击功 (Ak) 表示，其单位分别为J/cm²和J（焦耳）。冲击韧性或冲击功试验（简称冲击试验），因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种；若按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种。
2、冲击吸收功
指规定形状和尺寸的试样，在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。
3、小能量多次冲击力
六、疲劳性能指标疲劳极限（或者称疲劳强度）
疲劳极限是材料学里的一个及重要的物理量，表现一种材料对周期应力的承受能力。在疲劳试验中，应力交变循环大至无限次，而试样仍不破损时的最大应力叫疲劳极限。
七、断裂韧度性能
在弹塑性条件下，当应力场强度因子增大到某一临界值，裂纹便失稳扩展而导致材料断裂，这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗脆断的能力。
6. 划痕硬度计
莫斯硬度用测得的划痕的深度分1~10级来表示硬度（刻划法）：
【1级】参照物是——滑石;
【2级】参照物是——石膏;
【3级】参照物是——方解石;
【4级】参照物是——萤石;
【5级】参照物是——磷灰石;
【6级】参照物是——正长石;
【7级】参照物是——石英;
【8级】参照物是——黄玉;
【9级】参照物是——刚玉;
【10级】参照物是——金刚石;
被测矿物的硬度是与莫氏硬度计中标准矿物互相刻划比较来确定。此方法的测值虽然较粗略，但方便实用。常用以测定天然矿物的硬度。
莫斯硬度应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕，习惯上矿物学或宝石学上都是用莫氏硬度。
7. 洛氏硬度计压痕深度
维氏HV390＝洛氏HRC40.75＝洛氏HRA70.95＝表面洛氏HR15N80.35＝表面洛氏HR30N60.2＝表面洛氏HR45N43.9
洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标，以0.002毫米作为一个硬度单位维氏HV480＝洛氏HRC47.75＝洛氏HRA74.6＝表面洛氏HR15N84.45＝表面洛氏HR30N66.6＝表面洛氏HR45N52.1
8. 压痕硬度对照表
压痕直径的意思就是指球压试验中压球与样品相接触区域的最大直径。球压试验所形成的压痕形变区域可以分为真实压痕区与过渡压痕区两个部分，其中与压球相接触的部分为真实压痕区，未与压球接触但发生形变的区域为过渡压痕区。