《金属力学性能测试》课件-维氏硬度

维氏硬度试验《金属力学性能测试》01试验原理03特点及适用范围02试验规范01PARTONE试验原理一、维氏硬度试验原理维氏硬度是在1925年由英国的史密斯（R.L.Smith）和桑德兰（G.E.Sandland）提出的，在维克尔斯（Vickers）公司最早制造而得名。维氏硬度的测定原理和布氏硬度相同，也是根据单位压痕面积上承受的试验力，即应力值作为硬度值的计量指标。不同的是维氏硬度采用锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体作为压头。一、维氏硬度试验原理维氏硬度试验的原理是将两相对面具有136°夹角的正四棱锥形金刚石压头在选定的试验力F作用下压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量压痕对角线长度d，用压痕对角线平均值计算压痕的表面积。维氏硬度值就是试验力F除以压痕表面积所得的商，用符号HV表示。维氏硬度试验原理示意图一、维氏硬度试验原理维氏硬度值就是试验力F除以压痕表面积所得的商，根据压痕表面积与对角线长度d的几何关系，带入得：

0.102为千克力（kgf）与牛顿（N）之间的换算关系常数，1kgf≈9.80665N。式中F——试验力A——压痕表面积（mm²）d——压痕对角线长度（mm）一、维氏硬度试验原理例题要求测9.8N下某钽钨合金的硬度，测得其压痕对角线长度分别为99.23μm和99.25μm，求此次检测的硬度值。解

在实际测试时，维氏硬度值不用计算，而是用测微计测出压痕对角线的长度，计算出平均值后，然后根据d大小查GB/T4340.1—2009维氏硬度标准附表，即可求出所测的硬度值。02PARTTWO试验规范二、维氏硬度试验规范目前，金属维氏硬度试验方法执行GB/T4340.1—2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》。二、维氏硬度试验规范01.试验面应平坦、光滑，维氏硬度试样Ra不大于0.4μm；小载荷维氏硬度试样Ra不大于0.2μm。不应有氧化物及外部杂质，尤其不应有油脂，除非在产品中另有规定。试样的表面粗糙度应能保证压痕对角线的精确测量。02.对于曲面（球面、圆柱面）试验的结果应进行修正。03.试样或试验层的厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍。试验后，试样背面不应出现可见变形压痕。为了能方便地根据所测试材料的预期硬度和试验力的大小，预测试样或试验层应具有的最小厚度，在进行维氏硬度试验时，可查阅GB/T4340.1—2018附录A中的试样最小厚度-试验力-硬度关系图（HV0.2~HV100）和试样最小厚度图（HV0.01~HV100）二、维氏硬度试验规范数显式硬度计二、维氏硬度试验规范布洛维三合一硬度计具备布氏、洛氏、维氏三种试验方法，更多的硬度标尺选择。采用电子电动加载，高精度传感器，拥有独特的闭环控制系统。试验力可通过标准测力计进行自动修正。可进行洛氏、维氏硬度值的转换。二、维氏硬度试验规范布洛维三合一硬度计二、维氏硬度试验规范维氏压头（金刚石正四棱锥压头）维氏硬度试验所用试验力视其试件大小、薄厚及其他条件，可在49.03～980.7N的范围内选择。常用的试验力有49.03N、98.07N、196.1N、294.2N、490.3N、980.7N。维氏硬度的表示方法与布氏硬度相同，在符号HV的前面写出硬度值，符号之后按顺序排列试验力、试验力保持时间。若试验力保持时间为10～15s时，可以不标出。二、维氏硬度试验规范结果表示方法：硬度值+硬度符号+试验条件（试验力、保持时间）二、维氏硬度试验规范640HV30/20表示在30kgf（292.4N）试验力作用下，保持20s测得的维氏硬度值为640。600HV30表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间10～15S时得到的硬度值为600。例03PARTTHREE特点及适用范围三、维氏硬度特点及适用范围优点适用范围广：试验力从小到大可任意选择，根据试样大小、薄厚及试样的硬度可选择不同的试验力，所测硬度值从低到高标尺连续，测试硬度的范围较宽，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000个维氏硬度单位）都可测量；压痕小：与布氏硬度测试相比，维氏硬度测试留下的压痕较小，对材料的损伤较小。准确性高：维氏硬度试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的；重复性好：在相同的测试条件下，维氏硬度测试的重复性较好。三、维氏硬度特点及适用范围局限性测试效率低：要求较高的试验技术，不适于大批量生产中的常规检查；对材料表面要求高：对于试样表面光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费时；压痕深度限制：对于非常硬的材料，压痕深度可能过小，难以测量。三、维氏硬度特点及适用范围维氏硬度的测量范围在5~3000HV，适用范围宽，可以测量从极软到极硬