金属显微维氏硬度测试方法简介

硬度测试
材料抵抗更硬物压入其表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适应范围的不同,硬度可分为布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、显微维氏硬度等许多种。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度与塑性等综合性能指标。

显微维氏硬度
显微维氏硬度是维氏硬度的一种。按照试验力的大小，维氏硬度可以分为维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。显微维氏硬度的试验力范围在0.09807≤F<1.961之间，硬度符号HV0.01～<HV0.2。因其试验力很小，因此具有许多其他硬度试验方法所不具备的功能和性质。如下图为显微维氏硬度计：

测试原理
显微维氏硬度测量用规定的试验力，将顶部两相对面为136度的金刚石正四棱锥体压头压入试样表面，保持规定的时间后撤除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。

维氏硬度计算公式：

F=负荷(牛顿力)
S= 压痕表面积 (平方毫米)
α= 压头相对面夹角=136°
d= 平均压痕对角线长度(毫米)

显微硬度的特点
1.试验力极小。
2.压痕极小，几乎对试样完全无损伤。
3.压头多样，除了正四棱锥体金刚石压头之外，还有适用于测量高硬度材料的三角形角锥体压头、双锥形压头以及适用于测量直径小于1mm的圆柱试样的船底形压头、测量极薄试样的双柱形压头。

应用特点
1.可用于工艺检验。显微维氏可用于测定小件、薄件、硬化层、镀层的硬度，可以检测工艺处理效果，研究加工硬化、摩擦等材料表面性质的变化等等。
2.可用于金相及金属物理学研究。显微维氏可以用来测量材料的单晶体及金相组织。此外，通过对压痕形状的观察，可以研究金属各组成相的塑性和脆性。
3.对非金属材料测定。显微硬度试验比较适合对玻璃、陶瓷、矿物等脆性材料的硬度测定。

测试样品的要求
1.试样外表要求：
维氏硬度试样表面应光滑平整，不能有氧化皮及杂物，不能有油污。显微维氏硬度试样不大于0.10μm。（μm是表面粗糙度参数Ra的单位。）
2.试样制备的要求
维氏硬度试样制备过程中，应尽量减少过热或者冷作硬化等因素对表面硬度的影响。此外，对于小截面或者外形不规则的试样，如球形、锥形，需要对试样进行镶嵌或者使用专用平台。
 

参考标准
GB/T 4340.1-2009 金属材料 维氏硬度试验第1部分
ASTM E34-2012E2 材料的努氏硬度和维氏硬度的标准测试方法

作者简介：
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