一、使用介紹
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。
二、維氏硬度表示方法
維氏硬度表示為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10S--15S。如果選用的時(shí)間超出這一范圍，在力值的后面要注上保持時(shí)間。
例如：600HV30—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600。600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的試驗(yàn)力，保持時(shí)間20S時(shí)得到的硬度值為600。
三、維氏硬度計(jì)原理
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)角線長(zhǎng)度，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度范圍為0.020～1.400mm 。
試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。
維氏硬度值按下面公式計(jì)算：
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，N；
d ———— 壓痕兩對(duì)角線d1、d2的算術(shù)平均值，mm。
四、維氏硬度試驗(yàn)的分類(lèi)和試驗(yàn)力選擇
維氏硬度試驗(yàn)過(guò)程中，按照試驗(yàn)力大小的不同，細(xì)分為三種試驗(yàn)，即：維氏硬度試驗(yàn)、小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)和顯微維氏硬度試驗(yàn)，詳細(xì)參數(shù)參見(jiàn)表3.1。維氏硬度試驗(yàn)可選用的試驗(yàn)力值有很多，詳見(jiàn)表3.2。
試驗(yàn)力范圍/N | 硬度符號(hào) | 試驗(yàn)名稱(chēng) |
F≥49.03 | ≥HV5 | 維氏硬度試驗(yàn) |
1.961≤F<49.03 | HV0.2～<HV5 | 小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn) |
0.09807≤F<1.961 | HV0.01～<HV0.2 | 顯微維氏硬度試驗(yàn) |
表3.1維氏硬度試驗(yàn)的三種方法
硬度符號(hào) | 試驗(yàn)力/N | 硬度符號(hào) | 試驗(yàn)力/N | 硬度符號(hào) | 試驗(yàn)力/N |
HV5 | 49.03 | HV0.2 | 1.961 | HV0.01 | 0.09807 |
HV10 | 98.07 | HV0.3 | 2.942 | HV0.015 | 0.1471 |
HV20 | 196.1 | HV0.5 | 4.903 | HV0.02 | 0.1961 |
HV30 | 294.2 | HV1 | 9.807 | HV0.025 | 0.2452 |
HV50 | 490.3 | HV2 | 19.61 | HV0.05 | 0.4903 |
HV100 | 980.7 | HV3 | 29.42 | HV0.1 | 0.9807 |
表3.2推薦的維氏硬度試驗(yàn)力
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)角線長(zhǎng)度的1.5倍。試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)的變形痕跡。
五、維氏硬度試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)
主要優(yōu)點(diǎn)：
1.維氏硬度試驗(yàn)的壓痕是正方形，輕廓清晰，對(duì)角線測(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)*。
2.維氏硬度試驗(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。
3.維氏硬度試驗(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*。
4.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。例如，當(dāng)硬度值為400以下時(shí)，HV≈HB。維氏硬度試驗(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。
主要缺點(diǎn)：
維氏硬度試驗(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。
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