維氏硬度試驗(yàn)方法

是英國(guó)史密斯（R.L.Smith）和塞德蘭德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英國(guó)的維克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司試制了*臺(tái)以此方法進(jìn)行試驗(yàn)的硬度計(jì)。
　　維氏硬度計(jì)簡(jiǎn)介維氏硬度計(jì)的試驗(yàn)力比較多，因此維氏硬度計(jì)的應(yīng)用也比較廣泛。其它硬度計(jì)能測(cè)的材料或工件，只要工件表面的粗糙度符合標(biāo)準(zhǔn)。維氏硬度計(jì)都可以檢測(cè)。維氏硬度計(jì)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)，對(duì)工件表面進(jìn)行打壓，之后再由讀數(shù)顯微鏡測(cè)量壓痕的對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度。之后利用對(duì)角線(xiàn)及試驗(yàn)力的一個(gè)換算關(guān)系來(lái)測(cè)得維氏硬度。另外可以安裝維氏硬度計(jì)測(cè)量軟件，通過(guò)電腦顯示屏來(lái)顯示圖像，操作測(cè)量硬度值更方便和快捷。
　　維氏硬度計(jì)一般分類(lèi)三種:
　　一.維氏硬度計(jì) 一般指大負(fù)荷在10-50公斤的維氏硬度試驗(yàn)機(jī)
　　二.小負(fù)荷維氏硬度計(jì) 一般指大負(fù)荷在5公斤的維氏硬度試驗(yàn)機(jī)
　　三.顯微維氏硬度計(jì) 一般指大負(fù)荷在1公斤的維氏硬度試驗(yàn)機(jī)
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理
　　試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計(jì)算公式：HV = 常數(shù)×試驗(yàn)力/壓痕表面積 ≈0.1891 F／d2 …………式中：HV ――― 維氏硬度符號(hào)；F ――― 試驗(yàn)力（單位N）；d ――― 壓痕兩對(duì)角線(xiàn)d1、d2的算術(shù)平均值（單位mm）。實(shí)用中是根據(jù)對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度d通過(guò)查表可得到維氏硬度值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度范圍為0.020～1.400mm。見(jiàn)上面維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理圖示。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的分類(lèi)
　　維氏硬度計(jì)按試驗(yàn)力大小的不同，細(xì)分為三種試驗(yàn)：1、維氏硬度試驗(yàn)；2、小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)；3、顯微維氏硬度試驗(yàn)。試驗(yàn)力的選擇要根據(jù)試樣種類(lèi)、試樣厚度和預(yù)期的硬度范圍而定。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：試樣或試驗(yàn)層的厚度至少為壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的1.5倍。
維氏硬度計(jì)的表示方法
　　維氏硬度計(jì)表示為HV，維氏硬度符號(hào)HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗(yàn)力值。標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)保持時(shí)間為10～15S。但對(duì)于有色金屬則不能小于30秒，如果選用的時(shí)間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時(shí)間。例如：
　　300HV30—表示采用294.2N（30kg）的試驗(yàn)力，保持時(shí)間10～15S時(shí)得到的硬度值為300。
　　450HV30/25—表示采用294.2N（30kg）的試驗(yàn)力，保持時(shí)間25S時(shí)得到的硬度值為450。
維氏硬度計(jì)的應(yīng)用
　　維氏硬度試驗(yàn)主要用于材料研究和科學(xué)試驗(yàn)方面小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)主要用于測(cè)試小型精密零件的硬度，表面硬化層硬度和有效硬化層深度，鍍層的表面硬度，薄片材料和細(xì)線(xiàn)材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于試驗(yàn)力很小，壓痕也很小，試樣外觀(guān)和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗(yàn)主要用于金屬學(xué)和金相學(xué)研究。用于測(cè)定金屬組織中各組成相的硬度，用于研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗(yàn)還用于極小或極薄零件的測(cè)試，零件厚度可薄至3μm
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
　　維氏硬度計(jì)用于較薄的維氏硬度值測(cè)量。采用正四棱錐體金剛石壓頭，在試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度。維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的壓痕是正方形，輪廓清晰，對(duì)角線(xiàn)測(cè)量準(zhǔn)確，因此維氏硬度試驗(yàn)是常用硬度試驗(yàn)方法中精度高的，同時(shí)它的重復(fù)性也很好，這一點(diǎn)比布氏硬度計(jì)*。
　　維氏硬度計(jì)試驗(yàn)測(cè)量范圍寬廣，可以測(cè)量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個(gè)維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個(gè)維氏硬度單位）都可測(cè)量。
　　維氏硬度計(jì)試驗(yàn)大的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度值與試驗(yàn)力的大小無(wú)關(guān)，只要是硬度均勻的材料，可以任意選擇試驗(yàn)力，其硬度值不變。這就相當(dāng)于在一個(gè)很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)尺。這一點(diǎn)又比洛氏硬度試驗(yàn)來(lái)得*。
　　在中、低硬度值范圍內(nèi)，在同一均勻材料上，維氏硬度試驗(yàn)和布氏硬度試驗(yàn)結(jié)果會(huì)得到近似的硬度值。維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的試驗(yàn)力可以小到10gF，壓痕非常小，特別適合測(cè)試薄小材料。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的缺點(diǎn)
　　維氏硬度計(jì)試驗(yàn)效率低，要求較高的試驗(yàn)技術(shù)，對(duì)于試樣表面的光潔度要求較高，通常需要制作專(zhuān)門(mén)的試樣，操作麻煩費(fèi)時(shí)，通常只在實(shí)驗(yàn)室中使用。
　　維氏硬度計(jì)操作規(guī)程
　　1、打開(kāi)硬度計(jì)的電源，旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)力變換手輪，選擇試驗(yàn)力。
　　2、顯示屏上顯示MODEL和NOT-COV菜單，MODEL有HV、HK二種試驗(yàn)法，按方向鍵移選擇表，表1適用于有色金屬，表2適用于黑色金屬，按ENTER鍵確認(rèn)，主屏幕彈出轉(zhuǎn)換表，按ENTER鍵確認(rèn)，主屏幕狀態(tài)顯示出所選硬度值轉(zhuǎn)換標(biāo)尺。
　　3、按方向鍵，彈出DWELL保荷時(shí)間菜單，選擇加荷時(shí)間。
　　4、按方向鍵，彈出FUNCTION菜單。選擇*個(gè)選項(xiàng)Single, 按ENTER鍵確認(rèn)，硬度計(jì)開(kāi)始進(jìn)入工作狀態(tài)。
　　5、轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭與物鏡轉(zhuǎn)換罩殼，使10×物鏡位于主體正前方位置。
　　6、轉(zhuǎn)動(dòng)升降絲桿使試驗(yàn)臺(tái)上升，直至試樣表面清晰成像。如果在目鏡中觀(guān)察到的像模糊，可轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡前部鏡頭，直至清晰為止。
　　7、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換罩殼，使壓頭位于主體前方，按面板START鍵，儀器開(kāi)始加載、保載、卸載。
　　8、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換罩殼，使10×物鏡位于主體正前方位置，觀(guān)察目鏡中的壓痕成像。
　　9、移動(dòng)目鏡的刻線(xiàn)，使其逐步靠攏，當(dāng)刻線(xiàn)內(nèi)側(cè)無(wú)限接近時(shí)，兩刻線(xiàn)內(nèi)側(cè)之間位于無(wú)光隙的臨界狀態(tài)時(shí)，按面板CLR鍵，這時(shí)主屏幕上的d1的值為零。
　　10、移動(dòng)右邊手輪使刻線(xiàn)分開(kāi)，移動(dòng)目鏡左側(cè)鼓輪，使左邊的刻線(xiàn)移動(dòng)與壓痕左邊外形交點(diǎn)相切，移動(dòng)右邊刻線(xiàn)內(nèi)側(cè)與壓痕外形交點(diǎn)相切，按下目鏡上測(cè)量按鈕，對(duì)角線(xiàn)d1測(cè)量完成，目鏡轉(zhuǎn)動(dòng)90度，測(cè)量對(duì)角線(xiàn)d2，按下測(cè)量按鈕，主屏幕顯示本次測(cè)量的值和所轉(zhuǎn)換的的硬度值。一次試驗(yàn)結(jié)束。
　　11．如果認(rèn)為測(cè)量有誤差，可重復(fù)上述程序再次測(cè)量。

推薦常用型號(hào)：HV-5,HV-10,HV-30,HV50,HV-2,HV-1000維氏硬度計(jì)

：專(zhuān)家答疑

北京時(shí)代新天生產(chǎn)