维氏硬度试验机的原理及标准

维氏硬度试验机的原理及标准

维氏硬度试验是压入硬度试验之一种，其测量值用HV表示。

维氏硬度试验最初于20世纪20年代初被提出，比起其他硬度试验其优点有：硬度值与压头大小、负荷值无关；无需根据材料软硬变换压头；正方形的压痕轮廓边缘清晰，便于测量。维氏硬度被应用于所有金属，并是应用最广泛的硬度标准之一。
只要被测材料质地均匀，维氏硬度试验可以用低负荷和小压痕得到可靠的硬度值，这样能减少材料破坏，或用于薄小的试验材料。这一点上维氏硬度要优于布氏硬度。

另外，在硬度不高（硬度值400以下）的同一均匀材料上，维氏和布氏硬度试验得出的数值近似。

左为压痕在材料表面的投影，l1和l2为压痕对角线长；右为金刚石压头的侧面观，其相对面夹角为136°。维氏硬度试验使用正四棱锥形的金刚石压头，其相对面夹角为136°。由于其硬度极高，金刚石压头可以用于压入几乎所有材料，而且棱锥的形状使得压痕和压头本身的大小无关。将压头用一定的负荷（试验力）压入被测材料表面。保持负荷一定时间后，卸除负荷，测量材料表面的方形压痕之对角线长度。对相互垂直的二对角线长度（l1和l2）取其算术平均值。

维氏硬度值的计算公式为：


F = 负荷 (牛顿力)
S = 压痕表面积 (平方毫米)
α = 压头相对面夹角=136°
d = 平均压痕对角线长度 (毫米)
报告维氏硬度值的标准格式为xHVy。例如440HV30中，440是维氏硬度值，30指的是测量所用的负荷值（单位：千克力）。

常见材料的维氏硬度
316L和347L不锈钢：140HV30，180HV30
碳钢： 55-120HV5
铁： 30-80HV5

标准
国际标准：
ISO 6507-1:2005 Ed. 3 Vickers hardness test Part 1: Test method
ISO 6507-2:2005 Ed. 3 Vickers hardness test Part 2: Verification and calibration of testing machines
ISO 6507-3:2005 Ed. 3 Vickers hardness test Part 3: Calibration of reference blocks
ISO 6507-4:2005 Ed. 1 Vickers hardness test Part 4: Tables of hardness values
中华人民共和国国家标准
GB/T4340.1-1999 金属维氏硬度第1部分：试验方法
GB/T4340.2-1999 金属维氏硬度第2部分：硬度计的检验
GB/T4340.3-1999 金属维氏硬度第3部分：标准硬度块的标定