维氏硬度测试方法
维氏硬度试验方法
维氏硬度计的原理：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0.020～1.400mm3.2 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。
见表3-1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。
3.4 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。
硬质合金维氏硬度试验方法
硬质合金维氏硬度试验方法gb/t7997-201x《硬质合金维氏硬度试验方法》国家标准的编制说明一、工作简况1任务来源根据国家标准委员会发布的《2022年度国家标准修订计划》（国家标准委2022版第87号）的通知和《国家有色金属技术委员会颁发的《2022年度有色金属国家标准（2022）》（2022）第4号《关于编写《国家有色金属标准编写（修订）》项目计划》的通知厦门金陆特种合金有限公司负责修订国家标准《硬质合金维氏硬度试验方法》草案。
项目计划编号为20222204-t-610。
根据计划，该标准应在2022完成。
1.2承办单位国家钨材料工程技术研究中心（以下简称“工程中心”）是以厦门钨业股份有限公司为依托单位，以厦门钨业国家级企业技术中心和厦门市钨材料工程技术研究中心为基础，于2021年4月经国家科技部批准组建的大型工程技术研究和开发平台，并于2021年通过国家科技部组织的中心组建验收。
工程中心拥有一个中心本部以及4个成果转化及产业化实施基地。
中心本部位于厦门市湖里区高新技术园区，现拥有各类技术研究开发和管理人员156人，拥有资产21374万元。
围绕钨产业链的采矿、选矿、钨冶炼、钨材料深加工（硬质合金及其刀具制造）、钨钼丝材料加工等关键技术环节，工程中心实施了11个国家重大科技项目，包括国家科技支撑计划、国家863计划和国家重大科技项目，在2022年内，先后开发了一系列产业突破和原始科研成果，并荣获13项国家、省、市科技奖励；采用“紫钨原位还原法”的超细晶硬质合金工业制造技术项目获国家科技进步二等奖，其中重点开发和应用耐火钨资源的关键技术项目获2022年度国家科技进步一等奖；申请国家专利45项，授权专利18项，其中发明专利9项。
该中心还与中南大学、厦门大学、科技北京大学、成都工具研究所等高校和科研院所进行了全方位的合作，形成了产学研结合强、优势互补的会展模式。
1.3主要工作流程从gb/t7997-201x《硬质合金维氏硬度试验方法》标准修订项目申报开始，国家钨材料工程技术研究中心组织专人进行了相关资料的查询与收集工作。
维氏硬度试验
维氏硬度试验试验标准GB/T4043-1999《金属维氏硬度试验》，标准按三个试验力范围规定了测定金属维氏硬度的方法。
并规定维氏硬度试验对角线的长度范围 为0.020-1.400 mm 表5-5硬度试验采用的压头是两相对面间夹角为136º的金刚石正四棱锥体。
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。
在试样表面压出一个正四棱锥形的压痕，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。
维氏硬度计算公式；HV=常数⨯试验力压痕表面积=0.102221362sin 20.1891F F d d ≈ α——金刚石压头顶部两相对面夹角136ºF ——试验力d ——两压痕对角线长度1d 和2d 的算术平均值维氏硬度值不标注单位。
在静态力测定硬度方法中，维氏硬度试验方法是最精确的一种，这种方法测量硬度的范围较宽，可以测定目前所使用的绝大部分金属材料的硬度。
维氏硬度压头采用相对面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，是为了在不同试验力条件下获得相同形状的压痕，使各级试验力测定的结果相同。
另外压头136°夹角，在一定范围内其硬度值与布氏硬度值非常接近，特别是布氏硬度试验中采用硬质合金球作压头时，更是如此维氏硬度用HV表示;符号之前为硬度值,符号之后按顺序排列;1.选择的试验力值;2.试验力保持时间(10-15秒不标注)示例; 640HV30/20表示在试验力为294.2N(30Kgf)下保持20秒测定的硬度值勤为640。
560HV1表示在试验力为9.81N(1Kgf)下保持10-15秒测定的硬度值勤为560。
二、试验设备及仪器根据试验力的大小，维氏硬度试验设备可分为维氏硬度计、小载荷维氏硬度计和显微维氏硬度计。
试验设备应满足以下条件：（1）维氏硬度计、小载荷维氏硬度计试验力允许误差不大于±1.0%。
维氏硬度实验方法标准
维氏硬度实验方法标准维氏硬度是一种常用的材料硬度测试方法，广泛应用于金属材料的硬度测试。
维氏硬度测试方法通过在一定负荷下，利用金刚石或硬质合金锥形体对试验材料表面进行压痕测试，通过压痕的长径和短径之比来确定材料的硬度值。
本文将介绍维氏硬度实验方法的标准操作流程，以及实验中需要注意的事项。
实验仪器和试验材料准备。
1. 实验仪器，维氏硬度计、金刚石或硬质合金锥形体、显微镜。
2. 试验材料，需进行硬度测试的金属材料样品。
实验操作流程。
1. 将试验样品放置在水平台上，调整试验样品与硬度计的位置，使其处于合适的测试位置。
2. 调整试验仪器，使其负荷针对试验材料表面施加合适的负荷。
3. 施加负荷后，观察金刚石或硬质合金锥形体对试验材料表面的压痕情况。
4. 使用显微镜观察压痕，测量压痕的长径和短径。
5. 根据测量结果计算出试验样品的维氏硬度值。
实验注意事项。
1. 在进行维氏硬度测试时，应确保试验样品表面光洁平整，避免表面有凹凸不平或氧化层影响测试结果。
2. 在调整试验仪器时，应根据试验材料的不同特性选择合适的负荷，以保证测试的准确性。
3. 在观察压痕时，应使用显微镜进行观察，确保能够清晰地观察到压痕的形状和尺寸。
4. 在测量压痕的长径和短径时，应使用精密测量工具进行测量，确保测量结果的准确性。
5. 在计算维氏硬度值时，应根据压痕的长径和短径之比，参照硬度计的标准曲线或公式进行计算，得出最终的硬度值。
维氏硬度实验方法标准的正确操作对于材料硬度测试具有重要意义，只有严格按照标准操作流程进行测试，才能得到准确可靠的硬度测试结果。
希望本文介绍的维氏硬度实验方法标准能够对相关人员在实验操作中有所帮助，提高实验的准确性和可靠性。
金属维氏硬度试验第1部分试验方法
9.7 压痕中心间距和压痕中心至边 缘距离
由于压头压入试样表面时压痕周围的金属 经历塑性变形,产生应变硬化.如两个压痕距 离太近,后一个压痕会受前个压痕周围硬化 区的影响,造成硬度测量不准确.由于压痕周 围的硬化区大小与压痕的对角线长短相关, 所以,安全的压痕中心的距离应以压痕对角 线的倍数规定,见标准中7.6条.
试验后试样背面不应出现可见痕迹. • 小截面试样或外形不规则的试样,可将
试样镶嵌或采用专用支撑台进行试验. • 试样表面应平坦,光滑,无氧化皮及外来
物.
7 试验
• 试验温度: 试验在室温10℃～35℃下进行,对 于温度要求严格的试验,室温应为23 ℃±5 ℃.
• 试验力:按照标准中表4的规定选用试验力. • 试样支承面应清洁无异物.试样支承应稳固,试
试验力F/N
允许误差/%
F≥1.961
±1.0
0.09807≤F＜1.961
±1.5
9.2 压痕对角线测量误差
硬度计压痕测量误差和测量装置分辨力对 硬度的影响其形式相同:
HV 2 d 2
HV
d
规定压痕测量装置分辨力和最大允许误差 见表2 :
表2 压痕测量分辨力和允许误差
对角线长度 d/mm
9.4 试样表面粗糙度影响
试样表面机加工粗糙度对压痕测量影响主要是粗
糙度差的表面造成压痕对角线端点不清晰,使得测 量数据分散性大.为了能减小这种影响,建议试样 的表面粗糙度为:
表3 表面粗糙度
试样
粗糙度Ra/ m
显微维氏硬度试样
0.1
小负荷维氏硬度试样
0.2
维氏硬度试样
0.4
9.5 试样最小厚度
• 在曲面试样上测定的结果应按附录B进行修 正.
材料硬度表示方法之维氏硬度
材料硬度表示方法之维氏硬度一、维氏硬度检测原理维氏硬度是英国史密斯（Robert L. Smith）和塞德兰德（George E. Sandland）于1921年在维克斯公司（Vickers Ltd）提出的，表示材料硬度的一种方法。
指用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷F作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为金属的维氏硬度值，用符号HV表示。
维氏硬度的理论计算公式维氏硬度的表示方法：维氏硬度试验的分类：维氏硬度试验按试验力大小的不同，细分为三种试验：维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。
具体如下所示：维氏硬度压头：维氏硬度检测后压痕（400倍显微镜下）二、维氏硬度测试的特点维氏硬度测试的优点：①维氏硬度测试的压痕是正方形，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；②维氏硬度测试范围宽广，可以检测目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料到很硬的材料都可测量；③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；④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。
维氏硬度测试的缺点：维氏硬度检测效率低，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。
三、影响维氏硬度测试的因素①维氏硬度试样表面状况，表面应光滑平整，不能有氧化皮及杂物，不能有油污。
维氏硬度试样表面粗糙度参数Ra不大于0.40μm，小负荷维氏硬度试样不大于0.20μm，显微维氏硬度试样不大于0.10μm。
维氏硬度表示方法及意义
维氏硬度表示方法及意义
维氏硬度（Vickers hardness）是一种常用的材料硬度测试方法，由英国科学家基思·艾伯特·维氏（Keith Albert Vickers）于
1925年提出。
维氏硬度是通过将一特定负荷（通常为20至120千克）施加
在要测试的材料表面上，然后测量产生的压痕的对角线长度来确定的。
这个对角线长度可以通过显微镜或光学设备进行测量。
维氏硬度的意义在于它能够提供关于材料硬度和抗压强度的信息。
硬度是指材料抵抗外界物体对其表面的压入或划痕的能力，与材料的抗压强度有一定的相关性。
通过测量维氏硬度，可以评估材料的抗压性能，从而判断该材料是否适合特定的应用场景。
维氏硬度测试方法广泛应用于金属材料、陶瓷、电子元器件、薄膜等材料的硬度评价。
它具有测量范围广、精度高、适用性强等优点，因此被广泛接受和采用。
需要注意的是，维氏硬度测试只适用于均质材料，对于非均质材料或含有颗粒、晶粒等结构的材料，测试结果可能受到材料的结构影响，需进行合适的修正。
此外，维氏硬度测试还要考虑表面处理和位置选择等因素，以确保得到准确可靠的测试结果。
显微维氏硬度计的操作方法
显微维氏硬度计的操作方法概述显微维氏硬度计是用于测量材料表面硬度的仪器。
它可以测量各种材料的硬度，包括金属、陶瓷、塑料、橡胶等。
本文将介绍显微维氏硬度计的操作方法。
硬度计的结构显微维氏硬度计主要由硬度计头、显微镜、推子、支架等部分组成。
其中硬度计头可以根据不同的测量需求更换不同的针头。
显微镜可以调节焦距和对准测试点，推子可以使测试针迅速进入物体表面，支架可以保持测试针的稳定。
操作步骤步骤一：样品的准备首先准备需要测试的样品。
样品应该保证表面平整、无划痕和其它瑕疵，同时还要注意样品必须处于稳定的状态。
如果测试金属，需要将其清洗并确保表面干净。
步骤二：选择合适的针头根据样品的材质，选择合适的针头。
不同的材料需要不同的硬度测试针，如下表所示：材料测试针钢DHV10铁DHV30铜DHV70铝DHV90黄铜DHV80根据表格选择合适的针头进行测试。
步骤三：调节显微镜将显微镜调整到合适的位置，使得测试点清晰可见。
同时还需要调整显微镜的焦距，确保测试点清晰无误。
步骤四：测试针的安装安装测试针后，需要用显微镜检查一下测试针是否安装好。
同时我们需要用推子使测试针进入物体表面并确定需要进行测试的硬度深度。
步骤五：测量使用推子使测试针进入物体表面所需的深度，使测试针和支架之间的距离减小到最小即可进行测量。
使用钳子将支架锁定在测量位置，然后用显微镜观察和读取硬度值。
注意每次测量必须重复这些步骤。
步骤六：清洁测量完毕后，需要将测试针和支架清洗干净，以免影响下一次的测试结果。
注意事项使用显微维氏硬度计进行测试时需要注意以下几点：1.测试样品表面必须平整无损，如有凹坑或者划痕会影响测试结果；2.测试材料和测试针一定要匹配；3.测试针必须垂直于测试表面；4.在测试过程中必须限制测试的范围，避免对物体的其他部分造成影响；5.对于几何形状不规则的物体，需要进行较复杂的测试，测试前需要充分了解其形状和结构。
结论通过本文的介绍，我们可以了解到显微维氏硬度计的结构和操作方法，从而更好的使用硬度计进行各种材料的硬度测试。
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JIS Z 2244-2009
维氏硬度测试方法
一、内容
说明
1.范围————————————————————————————————1
2.规范性引用文件———————————————————————————2
3.原则————————————————————————————————3
4.硬度的符号和标识——————————————————————————4
4.1它们的符号和标识————————————————————————3
4.2维氏硬度的符号和标识———————————————————————3
5.实验设备——————————————————————————————4
6.实验试件——————————————————————————————5
7.程序—————————————————————————————————6
8.结果的不确定性———————————————————————————7
9.实验报告——————————————————————————————8
附录A(规范性文件)—————————实验拉力和硬度的相关试验片的最小厚度
附录B（规范性文件）——————————曲面测试所需使用校正因子的表格
附录C（信息性文件）————————————用户检查试验机的程序
附录D（规范性文件—————————————维氏硬度计算表格
附录JA（信息性文件）————————————JIS与其他国际标准的比较
前言
略
维氏硬度测试方法
说明
这个日本工业标准的编制依据ISO6507-1的第三版和出版于2005年的ISO6507-4第一版的技术内容进行了一些修改。
给出虚线下划线的部分是在相应国际标准的内容已被修改的。
解释的修改清单见附件JA。
1、范围
本标准规定了维氏硬度试验方法，对三种不同范围的金属材料试验力（见表1）进行了说明。
角线长度小于0.020mm或者实验力小于98.07mN时，经过买方和卖方同意，仍可使用本标准。
对于规定的材料和产品，日本工业标准会详细说明。
注1.对于压痕对角线长度小于0.020mm的，应该考虑增加的不确定因素。
2.一般情况下，试验力的减小会增加测量结果的发散。
对于低拉力维氏硬度实验和维氏硬度显微实验尤其严重。
主要的限制会使对角线测量变大。
对于维氏硬度显微实验，压痕对
角线的精度值不可能在ü0.001mm之间。
3.国际标准类似的还有：
ISO 6507-1：2005 金属材料维氏硬度实验——第一部分实验方法
ISO 6507-4：2005 金属材料维氏硬度实验——第四部分硬度值表格
（总体评价MOD）
此外，根据ISO指南21,它表示对应于相关的国际标准和JIS之间的内容的程度符号是IDT，MOD，和NEW。
1、参考标准
下列标准包含的条文，通过在本次测试的引用而成为本标准的条款。
如下所示的最新版本标准（包括修订）应适用。
JIS B 7725 维氏硬度实验——试验机的验证
注：略
2、原则
金刚石压头具有方形基部的金字塔，顶点的相对面有指定的角度。
用力把钻石压头压入试验片，然后根据除去力后的压痕对角线长度的测量，计算试验力F。
维氏硬度是与试验力除以压痕倾斜区域的商成正比的。
这也被认为是合格的具有方形基部并且在顶点处有相同角度的金字塔压头。
压头压痕
图一实验原理
4硬度的符号和名称
4.1 符号和名称
详看表二和图一。
表二符号和名称
压痕的两条对角线长度d1和d2的算术平均值（mm）
维氏硬度=Cx 试验力
压痕表面面积
4.2维氏硬度的表示方法
下面是一个维氏硬度表示方法的例子。
例
试验力持续时间（20秒），如果没有在指
定范围内（10秒至15秒）
与应用试验力相近似的kgf值
硬度种类
维氏硬度值
5 实验设备
注：建议用户定期对硬度试验机进行检查，详见附件3.
5.1 实验设备
按照JIS B 7725要求，能够施加要求范围内的预定的力。
5.2 压头
如在JIS B7725规定的，钻石装在一个具有正方形基部的合适的金字塔上。
5.3测量系统详见JIS B 7725.
6 试验片
试验片制作如下：
a）试验应进行的表面光滑，无氧化皮、异物，特别是，可以使用润滑油，除非在产品标准中另有规定。
表面的光洁度应允许精确地确定压痕对角线长度。
b）由于过度加热或冷加工所发生的表面硬度的改变应尽量达到最小。
由于维氏显微硬度压痕小且深，制备过程中的特殊防范措施就显得至关重要。
它在抛光/电解抛光过程中是推荐使用的，因为适用于材料参数。
c）试件的厚度，或者在测试时的层厚，应至少为压痕对角线长度的1.5倍（见附录A）。
试验后，试验片的背面应该不变形。
d）对于在曲面上的测试，在附录B，表B.1至B.6给出的修正应适用。
e）对于不规则形状和小横截面的试验片，需要添加某种形式的额外支撑。
注：筹备形状复杂小尺寸的试件时，建议通过树脂包住试件再用特殊工装保持固定。
但是应用的方法不能影响硬度的测量。
如果采用树脂包住的方法，应当小心沿着周边产生的热，随着压头的压入，压力和温度可能会影响试验力的测量。
7 步骤
实验步骤如下：
a）一般情况下，测试的周围温度应控制在10℃到35℃之间。
本实验建议控制在23±5℃。
b）实验应采用表3中的力。
其他实验的力表3中也已列出。
注：也可以使用其他值，例如HV2.5（24.52N）。
c）试验片应有刚性支撑。
这个支撑表面应该干净，无外来杂质（刮鳞，油脂，污垢等）。
试验片稳稳地固定在支撑上是非常重要的，所以一点位移在实验中都不能发生。
d）使压头接触试验片表面，使用实验力垂直的压入，没有震动和摆动，直到试验力达到规定值。
从开始使用力到力达到额定值不要少于2s也不要大于8s。
对于维氏硬度显微实验和低拉力维氏硬度实验，时间最长不要超过10s。
压头的攻进速度不要超过0.2mm/s。
对于维氏硬度显微实验来说，压头接触试验片的速度最好在15μm/s到70μm/s 之间。
万一要求实验设备有恰当的条件，应该满足。
这个试验应该在10s到15s之间，除非具有独立时间要求的材料进行试验才可以不在这个范围内。
对于这些实验来说，超出点时间是允许的，这个时间应该有指定（见
4.2例子）。
e）在整个实验过程中，实验设备应该不发生震动。
f）两个相邻标识之间的距离和压痕与试验片边缘之间的距离应与表四中规定的d的平均对角线长度相一致。
表四压痕的位置
g
对平面来说，来那个对角线长度值不能超过5%。
如果差距超过了，一定要在实验报告中声明。
放大倍数可以使对角线看起来增大25%到75%之间。
h）附件D包含了应当用于确定维氏硬度的测试和平面计算表。
8.实验结果的不确定因素
根据ISO指南应有一个完整的关于测量不确定因素的描述。
资源类型的独立性，对于硬度有两个可能的不确定因素。
a）一种可能性是基于过程的所有相关来源的评价。
作为一个参考，EA指导方针是可以使用的。
b）另一种可能性是使用标准硬度块的基础上间接标定[以下简称为CRM（标准物质）](见文献参考【2-5】)
注：不确定性确定的判断准则见ISO6507-1附录D。
9.实验报告
该测试报告，如有必要，应包括在买方和供应商之间的协议，从以下选择的信息。
a）参照本标准
b）所有必要的识别试验片的细节
c）获得的结果
d）在这个标准中没有指定的所有操作，或视为可选
e）可能影响试验结果的任何事件的细节
f）测试的温度，如果是在7a)所规定的范围以外
注：1 在相同的试验力时严格比较硬度值。
2 准确地将维氏硬度转化成其他形式的硬度或者抗张强度没有一般方法。
因此，这
样的转换应尽量避免。
除非转换了可靠的依据可以通过对比测试来获得。
3 应当指出，对于各向异性材料，例如那些已被严重冷加工的，压痕的两条对角线
长度就会有差别。
如有可能压痕对角线应与冷加工方向倾斜大约45°。
产品的说明书中应该指出两条对角线长度之间差异的限制。
4 有证据表明，一些材料对应变变化速率比较敏感。
这有可能导致屈服强度值上的
微小变化。
在压痕形成和终止的相应效果会改变硬度值。