Одним из старых способов определения твердости является царапание испытуемой поверхности различными минералами. По этому методу твердость сравнивают с твердостью минералов, расположенных по шкале Мооса:
Испытуемый образец царапают по очереди указанными минералами, пока на поверхности не появится первый след. Твердость считается на один номер ниже того номера шкалы, при котором появился первый след. Например, на образце появился первый след от топаза — тогда твердость образца будет 7. Этот способ недостаточно точен, так как разница между твердостью минералов шкалы Мооса велика.
В современной технике для определения твердости металлов имеются специальные приборы.
Способ испытания твердости на прессе Бринеля, основан на вдавливании в испытуемый материал круглого стального шарика под определенной нагрузкой. Для вдавливания применяют шарики диаметром в 2,5—5 и 10 мм при нагрузке до 3 ООО кг. Для испытания твердости на детали, подлежащей испытанию, затачивают ровную гладкую поверхность. Затем кладут деталь на подставку пресса так, чтобы площадка была перпендикулярна стержню с шариком на конце. При помощи винта приближают деталь вплотную к шарику и производят давление. На металле в месте вдавливания шарика остается отпечаток.
Числом твердости по Бринелю называется отношение нагрузки в килограммах к поверхности шарового сегмента (отпечатка) в квадратных миллиметрах, т. е. где НЬ — число твердости, Р—нагрузка в килограммах, F — поверхность шарового сегмента в квадратных миллиметрах. Практически число твердости определяется по таблице после измерения диаметра отпечатка.
Имеются и другие способы определения твердости, как, например, способы, основанные на вдавливании в испытуемый металл стального шарика диаметром 1,59 мм (1/16 дюйма) или алмазного конуса. Стальной шарик употребляют для определения твердости мягких металлов и незакаленной стали, алмазный наконечник— для испытания твердых металлов и закаленной стали. Степень твердости характеризуется глубиной отпечатка от вдавливания шарика или алмазного конуса.