热处理是充分发挥金属材料性能潜力的重要方法之一。其工艺特点是把钢加热到一定温度，保温一段时间后，以某种速度冷却下来，通过改变钢的内部组织来改善钢的性能，其基本工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
金属的硬度是材料表面抵抗硬物压入而引起塑性变形的能力。硬度越大，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度是金属材料一项重要的力学性能指标。
硬度测试方法很多，使用*广泛的是压入法。压入法就是把一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的压入法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。
1）布氏硬度
布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D钢的球压入被测金属表面后保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的压痕直径查表即可得硬度值。
用钢球压头所测出的硬度值用HBS表示；用硬质合金球压头所测出的硬度值用HBW表示。布氏硬度的优点是测定结果较准确，缺点是压痕大。目前布氏硬度计一般以钢球为压头，主要用于测定较软的金属材料的硬度。布氏硬度值的计算式如下：
HBS（HBW）
式中P——试验力（N）；
D——压头球体直径（mm）；
d——相互垂直方向测得的压痕直径 、 的平均值（mm）。
布氏硬度试验机的外形结构如图1-3-2所示，其基本操作和程序是：
（1）将试样放在工作台上，顺时针转动手轮，使压头向试样表面直至手轮对下面螺母产生相对运动（打滑）为止。此时试样已承受98.07N初载荷。
（2）按动加载按钮，开始加主载荷，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧紧压螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动即自行停止。
（3）逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d，以此查表即得HBS值。
2）洛氏硬度
洛氏硬度以顶角为120℃的金刚石圆锥体作为压头，以一定的压力使其压入材料表面，通过测量压痕深度来确定其硬度。被测材料的硬度可在硬度计刻度盘上读出。洛氏硬度有HRA、HRB和HRC三种标尺，其中以HRC应用*多，一般用于测量经过淬火处理后较硬材料的硬度。
在实际使用中为了使硬材料的洛氏硬度值比软材料的高，以符合人们的习惯。因此被测试材料的硬度值尚须用下式作适当变换：
式中，K——常数，采用金刚石压头时为0.2，采用1.5875mm（l/16”）钢球压头时为0.26；
c——常数，采用金刚石压头或钢压头时都为0.002；
、 ——施加载荷前后的压痕深度（mm）。
常用的三种洛氏硬度试验规范见表1-3-1。
洛氏硬度试验机的结构如图1-3-4所示，其基本操作程序是：
（1）将试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到“0”为止，然后将表盘上指针调零。
（2）按动按钮或转动手柄，加主载荷，当表盘大指针反转停止后，再顺时针旋转摇柄，卸除主载荷，此时表盘大指针即指示出该试样的HRC值。
（3）逆时针转动手轮，取出试样，硬度测定完毕。
3）维氏硬度
维氏硬度测定的基本原理和布氏硬度相同，区别在于压头采用锥面夹角为136℃的金刚石棱锥体，压痕是四方锥形（图1-3-5）。
维氏硬度用HV表示，HV的计算式为：
式中：F——载荷（N）；
D——压痕对角线长度（mm）。