硬度是指金屬表面局部體積內抵抗外物壓入而引起的塑性變形的抗力。硬度值越高表明金屬抵抗塑性變形的能力越強，金屬產生塑性變形越困難。鋼的硬度是模具鋼的主要技術指標，為了保持模具形狀尺寸穩定不變，模具在高應力的作用時，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼一般應將硬度保持在60HRC左右，熱作模具鋼根據其工作條件，一般要求硬度保持在40~55HRC。對于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。

鋼的硬度與化學成分和金相組織具有密切關系，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化范圍。模具鋼的硬度主要取決于馬氏體中溶解的含碳量或含氮量。如新型模具鋼012A1和CG-2采用低溫回火處理后硬度為60~62HRC，采用高溫回火處理后硬度為50~52HRC，因此，可用來制作硬度要求不同的冷作或熱作模具。

模具鋼的硬度主要取決于馬氏體中溶解的碳量（或含碳量），馬氏體中的含碳量取決于奧氏體化溫度和時間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多，馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒粗大，淬火后殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出鋼的淬火溫度、晶粒度、硬度關系曲線。

馬氏體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現更明顯。隨著回火溫度的增高，馬氏體中的含碳量在減少，但當鋼種合金含量越高時，由于彌散的合金碳化物析出及殘留奧氏體向馬氏體轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬度峰值越高。

 硬度試驗方法簡單易行，又無損于工件。實際常使用的硬度試驗方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。三種硬度試驗值有大致的換算關系。

    1)布氏硬度( HBW)。布氏硬度是用載荷為F的力把直徑D的鋼球壓入金屬表面，并保持一定的時間，測量金屬表面上的壓痕直徑d，據此計算出壓痕面積AB，求出每單位面積所受力，用作金屬的硬度值，稱為布氏硬度。布氏硬度的使用上限是650HBW，適用于測定退火、正火、調質鋼、鑄鐵及非鐵金屬的硬度。

    2)洛氏硬度( HRA、HRC)。洛氏硬度是模具生產中最常用的硬度測量方法，因為操作簡便、迅速，可以直接讀出硬度值，不損傷工件表面，可測量的硬度范圍較寬。但洛氏硬度也有一些缺點，如因壓痕小，對材料有偏析及組織不均勻的情況，測量結果分離度大，再現性較差。洛氏硬度( HR)也是用壓痕的方式試驗硬度。它是用測量凹陷深度來表示硬度值。洛氏硬度試驗用的壓頭分硬質和軟質兩種。硬質壓頭是頂角為120°的金剛石圓錐體，適用于淬火鋼等硬的材料。HRA硬度有效范圍是> 70HRA，適用于硬質合金、表面淬火層及滲碳層；HRC硬度有效范圍是20~ 68HRC（相當于230~ 700HBW、650~ 700HBW超出了布氏硬度的使用上限），適用于淬火鋼及調質鋼。

    3)洛氏硬度( HRB)。洛氏硬度(HRB)的測量采用直徑1.588mm(1/16in)的鋼球，適用于退火鋼、非鐵金屬等，硬度有效范圍是25～100HRB(相當于60~230HBW)。

    4)維氏硬度( HV)。維氏硬度也是利用壓痕面積上單位應力作為硬度值計量。維氏硬度所使用的壓頭是錐面夾角為136°的金剛石四方錐體。試驗時，在載荷F的作用下，在試樣試驗面上壓出一個正方形壓痕。測量壓痕兩對角線的平均長度d，借以計算壓痕面積Av，以F/Av的數值表示試樣的硬度。維氏硬度有一個連續一致的標度；試驗載荷可任意選擇，所得的硬度值相同。試驗時加載的壓力小，壓入深度淺，對工件損傷小。特別適用于測量工件的表面淬硬層及經過表面化學處理的硬度，并且比布氏、洛氏硬度測量精確。但是維氏硬度的試驗操作較麻煩，一般多用于實驗室及科研方面，在生產上盡量少使用。