維氏硬度試驗(yàn)

1、維氏硬度試驗(yàn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T4043-1999金屬維氏硬度試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)按三個試驗(yàn)力范圍規(guī)定了測定金屬維氏硬度的方法。并規(guī)定維氏硬度試驗(yàn)對角線的長度范圍 為0.020-1.400 mm 表5-5試驗(yàn)力范圍N硬度符號試驗(yàn)名稱49.031.96149.030.0981.961HV5HV0.2-HV5HV01-HV0.2維氏硬度試驗(yàn)小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)顯微維氏硬度試驗(yàn) 一、維氏硬度試驗(yàn)原理 硬度試驗(yàn)采用的壓頭是兩相對面間夾角為136的金剛石正四棱錐體。壓頭在選定的試驗(yàn)力F作用下，壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后，卸除試驗(yàn)力。在試樣表面壓出一個正四棱錐形的壓痕，測量壓痕對角線長度d，用壓痕對角線平均值計算壓痕

2、的表面積。維氏硬度值是試驗(yàn)力F除以壓痕表面積所得的商，用符號HV表示。維氏硬度計算公式；HV=常數(shù)=0.102 金剛石壓頭頂部兩相對面夾角136試驗(yàn)力 兩壓痕對角線長度和的算術(shù)平均值維氏硬度值不標(biāo)注單位。在靜態(tài)力測定硬度方法中，維氏硬度試驗(yàn)方法是最精確的一種，這種方法測量硬度的范圍較寬，可以測定目前所使用的絕大部分金屬材料的硬度。 維氏硬度壓頭采用相對面夾角為136的金剛石正四棱錐體，是為了在不同試驗(yàn)力條件下獲得相同形狀的壓痕，使各級試驗(yàn)力測定的結(jié)果相同。另外壓頭136夾角，在一定范圍內(nèi)其硬度值與布氏硬度值非常接近，特別是布氏硬度試驗(yàn)中采用硬質(zhì)合金球作壓頭時，更是如此維氏硬度用HV表示;符號之

3、前為硬度值,符號之后按順序排列; 1.選擇的試驗(yàn)力值; 2.試驗(yàn)力保持時間(10-15秒不標(biāo)注)示例; 640HV30/20表示在試驗(yàn)力為294.2N(30Kgf)下保持20秒測定的硬度值勤為640。 560HV1表示在試驗(yàn)力為9.81N(1Kgf)下保持10-15秒測定的硬度值勤為560。二、試驗(yàn)設(shè)備及儀器 根據(jù)試驗(yàn)力的大小，維氏硬度試驗(yàn)設(shè)備可分為維氏硬度計、小載荷維氏硬度計和顯微維氏硬度計。試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)滿足以下條件： （1）維氏硬度計、小載荷維氏硬度計試驗(yàn)力允許誤差不大于1.0%。對顯微維氏硬度計，試驗(yàn)力大于0.09807N時，示值相對誤差不大于1.5%，示值重復(fù)性相對誤差不大于1.5%；小

4、于或等于0.09807N時，示值相對誤差不大于1.5%，示值重復(fù)性相對誤差不大于2.0%。 （2）金剛石錐體相對面夾角為1365。錐體軸線與壓頭柄偏斜角度不應(yīng)大于0.5。錐體兩相對面交線（橫刃）長度，對于維氏硬度計不大于0.002mm，對于小載荷和顯微維氏硬度計不大于0.001mm。（3）維氏硬度計壓痕測量裝置最小分度值不大于0.5%d，允許誤差在不大于0.2mm長度上不超過0.001mm，在大于0.2mm長度上不大于0.5%d。小載荷和顯微維氏硬度計壓痕測量裝置在國家標(biāo)準(zhǔn)中均有明確規(guī)定。 （4）硬度計示值允許誤差和示值變動度在國家標(biāo)準(zhǔn)中分別有規(guī)定。 （5）每次更換壓頭、試臺或支座后及大批試樣

5、試驗(yàn)前，應(yīng)對硬度計進(jìn)行日常檢查。用于檢查硬度計的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊應(yīng)符合JIG14883二等標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度塊定度規(guī)程的要求。硬度計應(yīng)由國家計量部門定期檢定。三、試樣1、試樣表面應(yīng)平坦光滑，試面上應(yīng)無氧化皮及外來污物，尤其不應(yīng)有油脂。避免發(fā)熱或冷加工對試樣表面硬度的影響。一般維氏硬度試驗(yàn)時要求試驗(yàn)面的粗糙度Ra在0.4微米以下；對于小負(fù)荷和顯微維氏硬度試驗(yàn)，則要求Ra分別在0.2和0.1微米以下（采用拋光/電解拋光工藝）。2 、制備試樣時應(yīng)使例如由于發(fā)熱淚盈眶或冷加工等因素對試樣表面硬度的影響減至最小。 由于顯微硬度壓痕很淺，加工試樣時建議根據(jù)材料特性采用拋光、電解拋光工藝。3 、試樣或試驗(yàn)層厚度至少應(yīng)為

6、壓痕對角線長度的1.5倍。試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見變形痕跡。4、對于在曲面試樣上試驗(yàn)的結(jié)果，應(yīng)使用附錄B（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）進(jìn)行修正。5、 對于小截面或外形不規(guī)則的試樣，可將試樣鑲嵌或使用專用支承臺進(jìn)行試驗(yàn)。四、試驗(yàn)操作要點(diǎn)；1、試驗(yàn)一般在1035室溫下進(jìn)行。對于溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，室溫應(yīng)為235。2、應(yīng)選用表5-6中示出的試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn)。表5-6維氏硬度試驗(yàn)小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)顯微維氏硬度試驗(yàn)硬度符號試驗(yàn)力，N硬度符號試驗(yàn)力，N硬度符號試驗(yàn)力，NHV549.03HV0.21.961HV0.010.09807HV1098.07HV0.32.942HV0.0150.1471HV20196.1HV0.5

7、4.903HV0.020.1961HV30294.2HV19.807HV0.0250.2452HV50490.3HV219.61HV0.050.4903HV100980.7HV329.42HV0.10.9807注1 維氏硬度試驗(yàn)可使用大于980.7N的試驗(yàn)力。2 顯微維氏硬度試驗(yàn)的試驗(yàn)力為推薦值。3、試樣支承面應(yīng)清潔且無其他污物（氧化皮、油脂、灰塵等）。試樣應(yīng)穩(wěn)固地放置于剛性支承臺上以保證試驗(yàn)中試樣不產(chǎn)生位移。4、使壓頭與試樣表面接觸，垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和振動，直至將試驗(yàn)力施加至規(guī)定值。從加力開始至全部試驗(yàn)力施加完畢的時間應(yīng)在210s之間。對于小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)和顯微

8、維氏硬度試驗(yàn)，壓頭下降速度應(yīng)不大于0.2mm/s。 試驗(yàn)力保持時間為1015s。對于特殊材料，試驗(yàn)力保持時間可以延長，但誤差應(yīng)在2s之內(nèi)5、在整個試驗(yàn)期間，硬度計應(yīng)避免受到?jīng)_擊和振動。6、任一壓痕中心距試樣邊緣距離，對于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的2.5倍；對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的3倍。 兩相鄰壓痕中心之間距離，對于鋼、銅及銅墻鐵壁合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的3倍；對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的6倍。如果相鄰兩壓痕大小不同，應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。7、應(yīng)測量壓痕兩條對角線的長度，用其算術(shù)平均值按附錄C（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）查出維氏硬度值，也可按公式

9、計算硬度值。 在平面上壓痕兩對角線長度之差應(yīng)不超過對角線平均值的5%，如果超過5%，則應(yīng)在試驗(yàn)報告中注明。8、一般情況下，建議對每個試樣報出三個點(diǎn)的硬度測試值。五、試驗(yàn)結(jié)果處理 根據(jù)測得的壓痕對角線平均長度計算維氏硬度值，或在金屬維氏硬度試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)附錄中查得維氏硬度值。取多次測量的硬度值的算術(shù)平均值作為該試樣的硬度值。硬度值不小于100時，修約至整數(shù)；大于或等于10到小于100時，修約至一位小數(shù)；小于10時，修約至二位小數(shù)。 六、應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)維氏硬度試驗(yàn)主要適合測定各種表面處理后的滲層或鍍層的硬度以及較小、較薄工件的硬度，顯微維氏硬度還可用于測定合金中組成相的硬度。和布氏及洛氏硬度試驗(yàn)相比，維氏硬度試驗(yàn)具有很多優(yōu)點(diǎn)。由于采用的壓頭為四棱錐體，當(dāng)試驗(yàn)力改變時，壓入角恒定不變。因此