硬度测试方法使用一个压头探头，在特定载荷下位移到一个表面。缩进通常有一个确定的停留时间。在传统的机械测试中，通过测量压痕的大小或深度来确定硬度。硬度测试分为宏观硬度和微观硬度两个范围。宏观硬度测试包括应用载荷超过1千克或约10牛顿(N)的测试。微观硬度测试，应用载荷低于10牛，通常用于较小的样品，薄样品，镀表面或薄膜。两种最常用的显微硬度技术是维氏和努普硬度试验。
为了获得更准确和可重复的结果，显微硬度测试需要考虑样品大小、制备和环境的影响。样品必须适合在样品阶段，并垂直于压头尖端。极其粗糙的表面会降低压痕数据的准确性;推荐一种经过验证的抛光样品的方法。显微硬度计需要与振动隔离。对于多相或晶粒尺寸变化的样品，需要统计数据。
传统的显微硬度测试方法用光学方法分析压痕，使数据与操作偏差纠缠。与维氏或努普硬度测试方法不同，仪器压痕使用三面锥体(伯科维奇)压头。这种形状使尖端理论上可以设计成原子点。使用高负载纳米压头进行显微硬度测试，其力可达1牛顿(N)，使用动态测量的压痕阵列可获得无与伦比的精确可靠的显微硬度数据，没有操作员偏差。
维氏硬度
维氏硬度测试使用维氏压头(下图)以指定的力压入表面。这个力通常保持10秒。压痕完成后，对压痕进行光学分析，测量对角线的长度，以确定压痕的大小。
这种方法存在一定程度的操作偏差，特别是在应用负载的较低范围内。根据ASTM E384-11，压痕对角线的长度应大于17微米。对于涂层样品，此测试不适用于涂层厚度低于60微米的情况。
对于许多类型的样品，接触深度(h万博max体育c)与位移深度(h)不相同，因为在压痕过程中周围材料发生弹性偏转，如图所示(左)。除了上述样品和环境方面的考虑外，这种影响还会影响显微硬度数据的准确性和精密度。
努氏硬度
努普硬度试验也是一种显微硬度技术，类似于维氏硬度试验方法。努普压头用于压入表面以测量硬度。然而，努普压头的形状与用于显微硬度的维氏压头或用于纳米压头的伯科维奇压头不同。努普压头的形状更细长或矩形。努普硬度测试法通常在较轻的载荷下进行显微硬度测试，需要仔细制备样品。努普硬度测试适用于需要压痕紧密结合或在样品边缘的样品，两者都得益于不同的探针形状。
指定的负载应用于指定的停留时间。与维氏硬度法相比，努普试验方法只使用长轴。然后用图表将压痕测量结果转换为努普硬度值。对于图中所示的Knoop压头探头，角度为d=172.50°和g=130.00°。
由于应用负载范围较低的限制，薄膜的有效性问题，以及纳米技术的增加导致更小的尺寸，已经开发出了微和纳米压痕方法。