維氏硬度計(jì)原理應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)

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)定時間后，卸除試驗(yàn)力，測量試樣表面壓痕對角線長度，見圖3-1。
　　
　　圖3-1維氏硬度試驗(yàn)原理圖
　　試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值按式（３－１）計(jì)算：
　　HV = 常數(shù)×試驗(yàn)力/壓痕表面積 ≈0.1891 F／d2 …………（3－1）
　　式中：HV　　————　　維氏硬度符號；
　　      F　　――――　　試驗(yàn)力，N；
　　      d　　————　　壓痕兩對角線d1、d2的算術(shù)平均值，mm
　　實(shí)用中是根據(jù)對角線長度d通過查表得到維氏硬度值。
　　國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm
　　3.2 維氏硬度的表示方法
　　維氏硬度表示為HV，維氏硬度符號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)保持時間為10～15S。如果選用的時間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時間。例如：
　　600HV30—表示采用294.2N（30kg）的試驗(yàn)力，保持時間10～15S時得到的硬度值為600。
　　600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的試驗(yàn)力，保持時間20S時得到的硬度值為600。
　　3.3 維氏硬度試驗(yàn)的分類和試驗(yàn)力選擇
　　維氏硬度試驗(yàn)按試驗(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)。見表3-1
　 表3-1維氏硬度試驗(yàn)的三種方法

　　維氏硬度試驗(yàn)可選用的試驗(yàn)力值很多，見表3-2。
　　 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、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角線長度的1.5倍。試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見的變形痕跡。
3.4 維氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
　　維氏硬度試驗(yàn)的壓痕是正方形，輕廓清晰，對角線測量準(zhǔn)確，因此，維氏硬度試驗(yàn)是常用硬度試驗(yàn)方法中精度zui高的，同時它的重復(fù)性也很好，這一點(diǎn)比布氏硬度計(jì)*。
　　維氏硬度試驗(yàn)測量范圍寬廣，可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個維氏硬度單位）都可測量。
　　維氏硬度試驗(yàn)zui大的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度值與試驗(yàn)力的大小無關(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)于在一個很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個統(tǒng)一的標(biāo)尺。這一點(diǎn)又比洛氏硬度試驗(yàn)來得*。
　　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)果會得到近似的硬度值。例如，當(dāng)硬度值為400以下時，HV≈HB，如圖3-2所示。
　　維氏硬度試驗(yàn)的試驗(yàn)力可以小到10gF，壓痕非常小，特別適合測試薄小材料。
　　
　　圖3-2，HV與HB硬度值的吻合圖
　　 3.5 維氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)
　　維氏硬度試驗(yàn)效率低，要求較高的試驗(yàn)技術(shù)，對于試樣表面的光潔度要求較高，通常需要制作專門的試樣，操作麻煩費(fèi)時，通常只在實(shí)驗(yàn)室中使用。
　　 3.6 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試，零件厚度可薄至３μm。