维氏硬度计原理应用 氏硬度计是如何工作的

维氏硬度计（GB/T4340.1—1999） 相关硬度计介绍:HV-5A型数显小负荷维氏硬度计
维氏硬度计原理
　　采用正四棱锥体金刚石压头，在试验力作用下压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度。
　　试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式（３－１）计算：
　　HV = 常数×试验力/压痕表面积 ≈0.1891 F／d2 …………（3－1）
　　式中：HV　　————　　维氏硬度符号；
　　 F　　――――　　试验力，N；
　　 d　　————　　压痕两对角线d1、d2的算术平均值，mm
　　实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。
　　国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020～1.400mm
　　3.2 维氏硬度的表示方法
　　维氏硬度表示为HV，维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10～15S。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。例如：
　　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。
　　600HV30/20—表示采用294.2N（30kg）的试验力，保持时间20S时得到的硬度值为600。
　　3.3 维氏硬度试验的分类和试验力选择
　　维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验，即：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。
表3-1维氏硬度试验的三种方法
维氏硬度试验可选用的试验力值很多，见表3-2。
表3-2推荐的维氏硬度试验力
　　试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定，试样或试验层的厚度至少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的变形痕迹。 

维氏硬度试验的缺点
　　维氏硬度试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样，操作麻烦费时，通常只在实验室中使用。
维氏硬度计的应用
　　维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度，表面硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的表面硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试，零件厚度可薄至３μm。

维氏硬度试验的优点
　　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，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。
　　维氏硬度试验测量范围宽广，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。
　　维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。
　　在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400以下时，HV≈HB，如图3-2所示。
　　维氏硬度试验的试验力可以小到10gF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。

硬度计的种类较多，在工矿企事业和科研单位中应用普遍的以洛氏、布氏、维氏硬度计为主，其中洛氏和布氏硬度计相对于维氏硬度计结构简单。常见故障的调修并不是很困难。

下面就维氏硬度计常见故障维修方案介绍如下

根据多年来的工作实践，在检定和修理工作开始前应先从调整工作台的水平入手，然后观察主轴、杠杆、升降丝杆、缓冲机构及测量装置是否正常、灵活。保证对设备性能有一基本了解。然后再针对出现的情况逐一解决。

1、加荷指示灯、测星显微镜灯不亮

首先检查电源是否接好，然后检查开关、灯泡等。如排除这些因素后还不亮，就要看看负荷是否全部加上或huang片开X是否正常。排除之后仍不正常，就必须从线路电路入手逐步排查。

2、测屈显微镜内浑浊，看不到或看不清压痕

这应从调整显微镜焦距和灯光入手，调整之后仍不清楚，则应分别转动物镜和目镜，并分别移动镜内带虚线、实线、刻线的三块平镜，仔细观察问题出在哪一块镜面上，然后卸下，用长纤脱脂棉沾无水酒精擦洗干净，按相反顺序装好后观测，如仍未解决，则送修或更换测微显微镜。

3、压痕不在视场内或稍转动工作台，压痕位置变化很大

山现这种情况的原因是由于压头、测量显微镜、工作台三者轴心不同造成的。由于压头固定在工作轴底端，因此按以下顺序分别调整。(1)调整主轴下端的活动间隙，以导向座下端而不直接接触主轴锥面为准： (2)调整转轴侧而螺钉使工作轴和主轴同轴心，调好后，在试块上压出压痕，观察其在显微镜中位置，并记录；  (3)轻轻转动工作台保证试块在工作台上不移动在显微镜下找出试块上不转动的个点，此点即为工作台轴心；( 4)稍松开升降丝杆压板上的螺钉和底部螺丝，轻移整个升降丝杆，使工作台轴心与测量显微镜中记下压痕的位置重合，然后固紧压板螺钉和调整螺丝，压出一压痕相互对照。重复以上步骤，直至完全重合为止。

4、检定时示值超差的原因及解决办法

()测量显微镜标尺不准。用标准测微尺进行检查。如不准可送修或更换。

@)硬度计压头缺损。用80倍立体显微镜观察，看其是否符合金刚石压头检定规程规定。如有缺

损更换压头。

3) 负裁荷超出规程要求或负荷不稳，用小负荷三等标准测力计检查。如负荷超出要求±1.0%但方向一致，这种情况是杠杆比例发生变化，可松开主轴保护帽，转动力点触头，调整载荷杠杆比，调整好后固紧。如载荷不稳，可能是力点刀刃变钝、支点钢球磨损或工作轴与主轴不同心、工作轴内有较大摩擦等原因造成。这时检查刀刃及钢球，如变钝或磨损，应修整或更换。检查工作轴并清洗、一定要注意配齐轴周钢球，同轴心的调整见步骤3.

5、加荷时有冲击现象

这种情况的发生与缓冲器油太少或油太脏有关。加满油或清洗缓冲器后 ,一般就可解决。