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維氏硬度計(jì)工作原理與應(yīng)用介紹

日期：2024-12-28 17:41
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摘要：
維氏硬度計(jì)工作原理與應(yīng)用介紹
 
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)角線的長(zhǎng)度。之后利用對(duì)角線及試驗(yàn)力的一個(gè)換算關(guān)系來測(cè)得維氏硬度。

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d1、d2的算術(shù)平均值（單位mm）。實(shí)用中是根據(jù)對(duì)角線長(zhǎng)度d通過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)角線長(zhǎng)度范圍為0.020～1.400mm。見下面維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理圖示。

維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的分類

    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、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。

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。

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)優(yōu)越。
　　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)來得優(yōu)越。
　　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，通常需要制作專門的試樣，操作麻煩費(fèi)時(shí)，通常只在實(shí)驗(yàn)室中使用。