硬度测试：多种方法与综合性能指标的解析

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硬度测试

材料抵抗较硬物体压入其表面的能力称为硬度。根据测试方法和应用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、显微维氏硬度等多种类型。硬度不是一个简单的物理量，而是反映弹性、强度、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。根据试验力的大小，维氏硬度可分为维氏硬度试验、小载荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。显微维氏硬度试验力范围0.09807≤F

测试原理

显微维氏硬度测量是采用规定的试验力，将顶部两个相对面成136度的金刚石四棱锥压头压入试样表面。保持规定时间后，撤去试验力，测量试样表面压痕的对角线。线长。

维氏硬度计算公式：

F=载荷（牛顿力）

S=压痕表面积（平方毫米）

α= 压头相对面之间的角度 = 136°

d=平均压痕对角线长度（mm）

显微硬度特性

1、试验力极小。

2、压痕极小，对样品几乎无损伤。

3.各种压头。除方锥体金刚石压头外，还有适合测量高硬度材料的三棱锥压头、适合测量直径小于1mm的圆柱形样品的双锥体压头和船底压头。异形压头，双圆柱形压头，用于测量极薄的样品。

应用特点

1.可用于过程检验。显微维氏硬度计可用于测量小零件、薄零件、硬化层和涂层的硬度。它可以检测工艺处理的效果，研究材料表面特性的变化，例如加工硬化、摩擦等。

2.可用于金相和金属物理研究。显微维氏硬度计可用于测量材料的单晶和金相结构。另外，通过观察压痕的形状，可以研究金属各组分相的塑性和脆性。

3.非金属材料的测定。显微硬度测试更适合测量玻璃、陶瓷、矿物等脆性材料的硬度。

测试样品要求

1、样品外观要求：

维氏硬度试样表面应光滑平整、无氧化皮、杂物、无油污。显微维氏硬度样品不大于0.10μm。 （μm为表面粗糙度参数Ra的单位。）

2. 样品制备要求

维氏硬度试样制备过程中，应尽量减少过热或冷作硬化等因素对表面硬度的影响。另外，对于横截面较小或形状不规则的样品，如球体、锥体等，需要将样品固定或必须使用特殊的平台。

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 - 材料努氏和维氏硬度的标准测试方法

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