维氏硬度检测-测博士

维氏硬度检测是一种压入式硬度测试方法，其原理与布氏、洛氏硬度检测一致，核心优势是可通过同一硬度标尺测量从软金属到超硬合金的各类材料，且压痕轮廓清晰、测量精度高，广泛应用于金属材料的性能检测、镀层 / 渗层硬度测试、微小零件及薄试样的硬度分析。

1. 测试原理

采用正四棱锥形的金刚石压头（相对面夹角为 136°），在规定的试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后卸除试验力，测量压痕两条对角线的长度，通过公式计算维氏硬度值。

计算公式：(HV = 0.102 imesrac{2Fsin(rac{136^{circ}}{2})}{d^{2}} = 0.1891 imesrac{F}{d^{2}})

• HV：维氏硬度值，标注时需附带试验力，如 HV10 表示试验力为 10kgf（98.07N）；

• F：试验力（N）；

• d：压痕两条对角线长度的算术平均值（mm）。

2. 核心特点

• 适用范围广：试验力可在 10gf（0.098N）~ 100kgf（980.7N）间调节，既能测试软金属（如铝、铜合金），也能测试硬合金、工具钢、渗碳层、镀层等；

• 硬度值连续统一：同一种材料在不同试验力下的维氏硬度值基本一致，无布氏硬度的载荷限制、洛氏硬度的标尺转换问题；

• 压痕小且规则：适合薄试样、微小零件、精密部件及表面改性层（如渗氮层、电镀层）的硬度测试，对试样损伤小；

• 测量精度高：需通过显微镜测量对角线长度，受人为读数误差影响较小。

3. 试验流程

1. 试样制备

• 试样表面需平整、光洁，无氧化皮、油污、划痕等缺陷，必要时进行研磨、抛光处理；

• 对于薄试样，需保证厚度不小于压痕对角线长度的 10 倍，避免试样背面出现变形。

2. 设备校准

• 校准金刚石压头的角度和尖端完整性；

• 检查试验力的加载精度、保载时间的准确性。

3. 加载试验

• 将试样放置在工作台中心，调整压头与试样表面垂直；

• 按标准选择试验力（如显微维氏常用 0.01~1kgf，宏观维氏常用 5~100kgf），加载并保持规定时间（通常 10~15s）。

4. 压痕测量

• 卸除试验力后，通过硬度计自带的显微镜观察压痕，测量两条对角线的长度 (d_1) 和 (d_2)，取平均值 d。

5. 硬度计算

• 代入公式计算维氏硬度值，或由设备自动计算并显示结果。

4. 分类及应用场景