显微硬度的测定方法
显微硬度测试标准
显微硬度测试标准一、测试原理显微硬度测试是一种通过在显微镜下对材料表面或内部进行硬度测试的方法。
它通过在试样表面施加一定压力，测量试样在该压力下的变形量，从而确定试样的硬度。
显微硬度测试通常采用维氏硬度或努氏硬度标准进行测量。
二、测试设备1.显微镜：用于观察试样表面，确保测试位置准确。
2.硬度计：用于施加压力并测量试样的变形量。
3.试样夹具：用于固定试样，确保测试过程中试样不移动。
三、试样制备1.试样尺寸：根据测试要求，确定试样的尺寸和形状。
2.试样表面处理：确保试样表面平整、无杂质，必要时进行抛光处理。
3.试样标识：在试样表面标注测试位置和方向。
四、硬度计校准在进行显微硬度测试前，需要对硬度计进行校准，以确保测试结果的准确性。
校准可以采用标准硬度块或与已知硬度的材料进行比较。
五、硬度测试1.选择合适的载荷和保持时间，确保施加压力和测量变形量准确。
2.在显微镜下观察试样表面，选择合适的测试位置。
3.施加压力，记录变形量，并计算硬度值。
4.对于同一试样，在不同位置进行多次测试，以获得更准确的硬度分布情况。
六、测试结果解读根据测定的硬度值，可以判断材料的硬度等级、分布情况以及与其他材料的差异。
同时，还可以结合其他性能指标，如韧性、耐磨性等，对材料性能进行综合评估。
七、测试精度与误差显微硬度测试的精度和误差受到多种因素的影响，如载荷选择、保持时间、试样制备、硬度计校准等。
为提高测试精度和减小误差，应采用高精度的载荷和保持时间，严格控制试样制备和硬度计校准过程。
同时，对于同一试样在不同时间或不同设备上进行多次测试的结果进行比较和分析，以获得更准确的硬度值。
八、测试报告格式与内容显微硬度测试报告应包括以下内容：1.测试目的：明确本次测试的目的和要求。
2.试样信息：包括试样的名称、编号、尺寸、制备方法等。
3.测试设备：描述使用的显微镜、硬度计、试样夹具等设备的信息。
4.测试条件：包括载荷选择、保持时间、测量位置等。
材料显微硬度的测定
图40—1 努氏压头的几何尺寸
2.维氏金刚石压头是将压头磨成正四棱锥体，其相 对两面夹角为136 0 。维氏显微硬度值是所施加的负荷（k g f）除以压痕的表面积（mm2 ）。 采用维氏金刚石压头时，其压痕深度约为对角线长度 的1/7。维氏硬度的计算公式如下：
l
HV
2 P Sin / 2 l
2. 测微目镜 1） 由于各人观察目镜中的刻线存在着视差，在更换 观测者时，应微量调节焦距，使观察到的视场内的刻线内 侧清晰。 2） 当测量压痕对角线90°转动目镜视，要注意测微 目镜要紧贴目镜管，不能留有间隙，否则会影响测量的准 确性。 3. 显微镜光源 1） 光源照明灯的中心位置将直接影响压痕的成像质 量。如果象质模糊或光亮不均匀，可小心调节三个调节螺 钉，使灯泡中心位置与光学中心位置一致。
2
1854 P l
2
1854 P 9 . 81 l
2
（40—2）
式中：
── 压痕对角线长的平均值（mm） θ ── 金刚石压头相对面的夹角（1360 ）
l
为了精确测量努氏和维氏金刚石压痕的对角线长度，
压痕必须清晰可见。压痕清晰实际上是衡量试样表面制
备质量的一个标准。一般来说，试验负荷越轻，所要求
六:思考题
1. 材料硬度测试有几种方法 ？
它们的适用对象是什么 ？ 2. 两种显微硬度测试方法的异同 是什么 ？ 3. 影响材料硬度测试准确性的因 素是什么 ？
七:主要参考文献
[1] 孙淑珍、张洪泉，陶瓷工艺实验，武汉工业大学， 1 995年，79～82 。 [2] 祝桂洪编著，陶瓷工艺实验，中国建筑工业出版社， 1987年6月(第一版)，121～125 。 [3] 廖目嶽、金文博译［美］V.E 莱萨特、A.德贝利斯 著，硬度试验手册，计量出版社1987年(第1版)，8 4～108 。 [4] GB/T 16534-1996 工程陶瓷维氏硬度试验方法。 [5] GB/T 4342-1991 金属显微维氏硬度试验方法。 [6] ASTM E 384 材料显微硬度试验。 [7] ASTM C 730-85(89) 玻璃努氏压痕硬度试验方法。
金属显微维氏硬度测试方法介绍
硬度测试材料抵抗更硬物压入其表面的能力，称为硬度。
根据试验方法和适应范围的不同,硬度可分为布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、显微维氏硬度等许多种。
硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度与塑性等综合性能指标。
6. 显微维氏硬度术语及定义Terms and Definition试验力------试验时所用的负载。
压痕对角线------卸载后，压头在被测样品表面留下的方形或菱形压痕的对角线。
压头夹角------压头顶部两相对面的夹角。
程序Procedure6.1试验一般在10～35℃的室温进行。
对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。
6.2根据试样厚度和硬度选择试验力。
6.3试样的试验面、支承面、试台表面和压头表面应清洁。
试样应稳固地放置在试台上，以保证在试验过程中不产生位移及变形。
6.4使压头与试样表面垂直接触，垂直于试验面施加试验力，加力过程中不应有冲击和震动，直至将试验力施加至规定值。
6.5试验力保持时间为10～15秒。
对特殊材料，试验力保持时间可以延长，但误差应在±2秒。
6.6整个试验过程之中，试验机不应受到冲击和振动。
6.7任一压痕中心距试样边缘距离，对于钢、铜和铜合金至少应为压痕对角线长度的2.5倍；对于轻金属、铅、锡及合金至少应为压痕对角线的3倍。
两相连压痕中心之间的距离，对于钢、铜和铜合金至少应为压痕对角线长度的3倍；对于轻金属、铅、锡及合金至少应为压痕对角线的6倍，如果相邻压痕大小不同，应以较大压痕确定压痕间距。
在平面压痕上，两对角线长度之差不能超过5％，如果超过5％，应在报告上注明。
参考文件ReferenceGB/T 4340.1-1999金属维氏硬度试验方法ASTM E384-10材料显微硬度的标准试验方法JIS Z2244:1998维氏硬度试验方法可以做这些测试的测试机构：SGS深圳材料实验室（可以到百度搜素）。
(完整版)显微硬度的测定方法.
显微硬度的测定方法与设备一．显微硬度的基本概念“硬度”是指固体材料受到其它物体的力的作用，在其受侵入时所呈现的抵抗弹性变形、塑性变形及破裂的综合能力。
这种说法较接近于硬度试验法的本质，适用于机械式的硬度试验法，但仍不适用于电磁或超声波硬度试验法。
“硬度”这一术语，并不代表固体材料的一个确定的物理量，而是材料一种重要的机械性能，它不仅取决于所研究的材料本身的性质，而且也决定于测量条件和试验法。
因此，各种硬度值之间并不存在着数学上的换算关系，只存在着实验后所得到的对照关系。
“显微硬度”是相对“宏观硬度”而言的一种人为的划分。
目前这一概念参照国际标准ISO6507/1-82“金属材料维氏硬度试验”中规定“负荷小于0.2kgf（1.961N）维氏显微硬度试验”及我国国家标准GB4342-84“金属显微维氏硬度试验方法”中规定“显微维氏硬度”负荷范围为“0.01~0.2kgf（98.07×10-3~1.961N）”而确定的。
负荷≤0.2kgf（≤1.961N）的静力压入被试验样品的试验称为显微硬度试验。
以实施显微硬度试验为主，负荷在0.01~1kgf（9.907×10-3~9.807N）范围内的硬度计称为显微硬度计。
显微硬度的测试原理是采用一定锥体形状的金刚石压头，施以几克到几百克质量所产生的重力（压力）压入试验材料表面，然后测量其压痕的两对角线长度。
由于压痕尺度极小，必须在显微镜中测量。
二．显微硬度试验方法显微硬度测试采用压入法，压头是一个极小的金刚石锥体，按几何形状分为两种类型，一种是锥面夹角为136˚的正方锥体压头，又称维氏（Vickers）压头，另一种是棱面锥体压头，又称努普（knoop）压头。
这两种压头分别示于图8-1a和图8-1b中。
图8-1a 维氏压头图8-1b 努氏压头2.1 维氏（Vickers ）硬度试验法1．维氏压头二相对棱面间的夹角为136˚金刚石正方四棱角锥体，即为维氏压头（图8-1a ）。
显微硬度的测定
由于努氏压头具有的特异形状，压痕为一长短对角 线近似为1：7的菱形。根据压头的几何形状可知，使用 较轻的负荷就能压印出一个能清晰测量的菱形压痕。因 此，不管是硬质材料还是易碎材料的硬度试验，均可采 用努氏压头。努氏压头测试材料硬度的压痕深度约为其 长对角线长度的1/30 。
西南大学材料科学与工程学院
1. 努氏金刚石压头是一个对面角分别为172o30ˊ和13 0o,顶端横刃不大于1 μ m的菱形四面锥体，在规定的荷重下 （一般为0.1 kgf = 0.981 N），在压头接触试样前开始， 以0.20±0.05 mm/min的低速压人试样表面，并使压头与试 2 样保持接触20～50秒钟，卸载后，测量压痕的长对角线长。 努氏硬度（KHN）值是所施加的负荷P与永久压痕的投影面积 S之比。即： KHN = P/S = P/C L2 = p/9.81 C L 2 式中：P ── 所施加的负荷（kg f） ； p ── 所施加的负荷（N） ；
升降丝杠、加载系统、软键显示操作面板、高倍率光学 测量系统等部分组成。通过软键输入，能调节测量光源 强弱，预置试验力保持时间，维氏和努氏试验方法切换。 在软键面板上的LCD显示屏上，能显示试验方法、测试力、 压痕长度、硬度值、试验力保持时间、测量次数等。
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4. 将标准硬度试块（或被测试块）安放在试样台上，转动 旋轮（20）使试样台上升，眼睛接近测微目镜观察。当 标准试块或试样离物镜下端2～3mm时，目镜的视场中 央出现明亮的光斑，说明聚焦面即将来到，此时应缓慢 微量上升，直至在目镜中观察到试块（样）表面的清晰 成像。 5. 将转换手柄逆时针转动，使压头主轴处于主体前方，此 时压头顶尖（1）与焦平面间的间隙约0.4～0.5 mm。 当测量不规则的试样时，一定要注意不要使压头碰及试 样，以免造成压头损坏。
显微硬度的测定
材料显微硬度的测定一、实验目的：1. 了解显微硬度测试的意义。
2. 了解影响显微硬度的因素。
3. 学习显微硬度测试的原理与方法。
二、显微硬度测定原理：一般硬度测试的基本原理是：在一定时间间隔里，施加一定比例的负荷，把一定形状的硬质压头压入所测材料表面，然后，测量压痕的深度或大小。
习惯上把硬度试验分为两类：宏观硬度和显微硬度。
宏观硬度是指采用1 Kgf(9.81 N)以上负荷进行的硬度试验。
显微硬度是指采用1Kgf(9.81 N)或小于1 Kgf(9.81 N)负荷进行的硬度试验。
显微硬度测试是用努氏金刚石角锥压头或维氏金刚石压头来测量材料表面的硬度。
1.努氏金刚石压头是一个对面角分别为172030ˊ和1300,顶端横刃不大于1μm的菱形四面锥体，在规定的荷重下（一般为0.1k g f=0.981N），在压头接触试样前开始，以0.20±0.05m m/m i n的低速压人试样表面，并使压头与试样保持接触20～50秒钟，卸载后，测量压痕的长对角线长。
努氏硬度（K H N）值是所施加的负荷P与永久压痕的投影面积S之比。
即：K H N=P/S=P/C L2=p/9.81C L2式中：P──所施加的负荷（k g f）；p──所施加的负荷（N）； 幻灯片5西南大学材料科学与工程学院S ──永久压痕的面积（mm2 ）；L ──压痕长对角线的长度（mm）C ── 1/2（ctg A/2×tg B/2）= 0.07028A ──纵向菱边夹角（172030′±5′）B ──横向菱边夹角（1300±30′）由于努氏压头具有的特异形状，压痕为一长短对角线近似为1：7的菱形。
根据压头的几何形状可知，使用较轻的负荷就能压印出一个能清晰测量的菱形压痕。
因此，不管是硬质材料还是易碎材料的硬度试验，均可采用努氏压头。
努氏压头测试材料硬度的压痕深度约为其长对角线长度的1/30 。
2.维氏金刚石压头是将压头磨成正四棱锥体，其相对两面夹角为136 0 。
材料实验技术显微硬度测试方法解析
材料实验技术显微硬度测试方法解析引言在材料科学和工程中，硬度是一个重要的材料性能指标，可以反映材料的抗压性能和抵抗划痕的能力。
因此，硬度测试是材料研究和开发中常用的手段之一。
本文旨在对材料实验技术中的显微硬度测试方法进行解析，以更好地理解其原理和应用。
一、宏观硬度测试方法宏观硬度测试方法主要包括洛氏硬度测试、巴氏硬度测试和维氏硬度测试等。
这些方法适用于对硬度较高的材料进行测试，如金属、陶瓷等。
1. 洛氏硬度测试洛氏硬度测试是一种通过在试样表面施加静载力后测量残余压痕的方法。
这种测试方法适用于大多数金属材料的硬度测量。
常见的洛氏硬度测试仪有洛氏硬度计和洛氏硬度显微镜。
2. 巴氏硬度测试巴氏硬度测试是一种通过测量金属材料的抵抗切削的能力来确定其硬度的方法。
该方法适用于一些粗晶体的金属材料。
3. 维氏硬度测试维氏硬度测试是通过在试样表面施加静载力后测量残余压痕的长度来确定硬度的方法。
该方法适用于对较硬的金属材料进行测试。
二、显微硬度测试方法显微硬度测试方法是对材料进行显微观察后进行硬度测量。
这种方法适用于硬度较低、表面粗糙或者微观组织复杂的材料。
1. 维氏显微硬度测试维氏显微硬度测试是一种通过在显微镜下观察试样表面的压痕来确定硬度的方法。
在测试过程中，通过调节静载力和测量显微镜的焦距，可以得到试样表面的硬度情况。
2. 布氏显微硬度测试布氏显微硬度测试是一种通过在显微镜下观察试样表面的压痕和测量其长宽来确定硬度的方法。
与维氏显微硬度测试相比，布氏显微硬度测试可以更准确地测量试样表面的硬度。
3. 维布氏显微硬度测试维布氏显微硬度测试是一种将维氏硬度测试和布氏硬度测试相结合的方法。
通过此种测试方法，可以更全面地了解试样表面的硬度情况。
结论通过上述对材料实验技术中显微硬度测试方法的解析，可以看出不同的测试方法适用于不同的材料和硬度范围。
宏观硬度测试方法适用于较硬的材料，而显微硬度测试方法则适用于较软、表面粗糙或者微观组织复杂的材料。
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。
显微硬度计的使用方法
显微硬度计的使用方法显微硬度计是一种用来测量材料硬度的设备，它能够对材料进行微观级别的硬度测试。
本文将介绍显微硬度计的使用方法，包括样品制备、显微镜调节、压头选择、力量和时间的设定以及数据记录和分析。
一、样品制备在使用显微硬度计之前，需要进行样品制备。
样品应该被切成薄片，并且表面必须光滑、干净、平坦。
在制备样品时，应该避免使用过度磨损或过度切割的刀具，以避免影响测试的精度。
同时，为了减少测试误差，样品应该在温度和湿度恒定的环境下制备。
二、显微镜调节在进行测试之前，需要对显微镜进行调节。
首先，将显微镜放置在测试台上并调整它的高度，使得样品可以放入显微镜的视野范围之内。
其次，调整显微镜的清晰度和对焦，以确保样品表面的图像清晰可见。
最后，调整显微镜的亮度和对比度，以使得样品表面的图像能够清晰地被观察到。
三、压头选择在进行硬度测试之前，需要选择合适的压头。
不同硬度的材料需要不同硬度的压头。
一般来说，硬度值越高的材料需要较小的压头，而硬度值较低的材料则需要较大的压头。
压头的形状和大小也会影响测试的结果。
通常情况下，Vickers压头用于测试金属材料，而Knoop压头则用于测试非金属材料。
四、力量和时间的设定在进行硬度测试之前，需要设定测试的力量和时间。
力量和时间的设定取决于样品的硬度、压头的类型和大小以及测试的目的。
一般来说，测试的力量应该在10g至1000g之间，时间应该在10至60秒之间。
在进行测试时，应该确保测试的力量和时间都被准确地设定。
五、数据记录和分析在进行硬度测试之后，需要记录测试数据并进行分析。
测试数据应该包括硬度值、测试时间、测试力量、测试温度和湿度等信息。
硬度值可以通过显微镜读取，或者通过计算机软件进行处理和分析。
在进行数据分析时，应该注意测试误差和其他因素对测试结果的影响。
显微硬度计是一种用于测量材料硬度的重要设备。
在使用显微硬度计时，需要进行样品制备、显微镜调节、压头选择、力量和时间的设定以及数据记录和分析。
实验一 显微硬度的测定(实验指导书)
实验一显微硬度的测定1 实验目的了解显微硬度的测试原理和显微硬度计的使用方法。
2 实验原理将显微硬度计上特制的金刚石压头，在一定负荷的作用下压入待测试样表面，用硬度计上的测微器，测量正方形压痕对角线的长度。
3 实验器材HVS-1000数显显微硬度计4 实验步骤1、打开电源开关，主屏幕点亮，转动试验力变换手轮，选择试验力。
负荷的力值应和主屏幕上显示的力值一致，如力值显示不一致会导致计算公式错误而影响示值，旋动变荷手轮时，应小心缓慢地进行，防止速度过快发生冲击。
2、此时主屏幕菜单显示MODEL和NOT→COV菜单，MODEL中有HV、HK（维氏、克氏）二种试验法，按↑、↓方向键，将反白条移至所选之处，这时主屏幕状态显示行中显示所选HV或HK，按ENTER键确认，NOT→COV中有二个硬度转换表CTAB1和CTAB2，CTAB1适用于有色金属，CTAB2适用于黑色金属，硬度示值的转换，按↑、↓方向键移至所选，然后按EMTER键确认，主屏幕弹出转换表，移动反白条至所选按ENTER键确认，主屏幕状态显示行显示出所选硬度值转换标尺。
3、按方向键→，主屏幕菜单弹出DWELL菜单，此菜单为保荷时间选择菜单，其中00S～60S共十项，移动反白条至所选之项，按ENTER键确认即可，如要选时间在0～99S之间，请将反白条移至第十一项SETTIME按ENTER键确认，主屏幕弹出INPUTtime，请按数字键输入所设时间（注：输入要求必需是二位数：如3s，按03两键），按ENTER键确认，此时主屏幕状态显示行显示设定时间。
4、按方向键→，主屏幕菜单弹出FUNCTION菜单，此类中有Single、COMM、Reset、Print、Light+、Light-共六项，Light+和Light-为在非工作态下光源亮度的调整，如需增强或减弱亮度，移支反白条至所选之处，每按ENTER键一次亮度增强或减弱一次，按至视觉舒适清晰即可。
Reset项为复位操作，复位操作用于当前测试数据信息的复原，这里要注意的是在单机操作中，在对一试样操作完成后，需对另一试样进行操作，如使用复位操作，则刚才测量的全部数据部将丢失，先请考虑是否对其进行保存，如不需要保存按Esc键直接返回主菜单，按方向键选择Reset复位操作。
显微硬度测量操作方法
显微硬度测量操作方法
1. 准备工作：将待测样品放置在显微硬度测量仪器台面上。
确保样品表面平整、清洁，并且无杂质。
2. 调节显微硬度仪器：根据待测样品的类型和硬度范围，选择合适的压头和载荷。
调节显微硬度仪器的放大倍数和聚焦，以确保可以清晰观察到试验中的显微结构。
3. 定位：使用显微镜找到待测样品上要测量的位置，并使用仪器调节台面高度，将压头放置在待测位置的表面上。
4. 施加载荷：使用仪器控制系统，施加预定的载荷并在待测位置停留一定时间，使待测位置的表面形成一个印痕。
5. 移动压头：在载荷施加后，逐渐减小载荷并移动压头，直到印痕从显微镜中完全消失。
记录下印痕的长度或直径。
6. 计算硬度值：根据载荷、印痕长度和试样的几何参数，使用显微硬度计算公式计算出硬度值。
7. 多次测量：对同一个样品进行多次测量，以确保测量结果的准确性和可靠性。
8. 清理和记录：在测量完成后，用清洁的布擦拭待测样品，并记录下测量数据和相关信息。
显微硬度
3．用于材料科学方面。研究新合成材料组成成分之特性，为研究新材料和合金提供条件，研究高温或低温下 材料之特性。
4．对非金属材料的测定。如对玻璃、玛瑙、磨料、矿物、陶瓷器以及其他一些脆性构·科硕度的测定。这是 其他硬度试验法难以解决的测定项目。
试验
通常把压入载荷大于9.8 N（1 kg·F）时试验的硬度叫作宏观硬度，把负荷小于等于0.2 kg·F（≤1.961 ） 的静压力试验硬度称为微硬度。显微硬度是相对宏观硬度而言的一种人为的划分。
显微硬度负荷范围界定依据 显微硬度计其负荷范围实质上包含了显微硬度试验（40.2 kg·F）以及低负荷硬度试验（0.2～5 kg·F）， 但其负荷级多数属于显微硬度试验。确定显微硬度负荷范围的依据如下： 1）国内外的有关国家标准、工业标准和检定规程 （1）美国国家标准ASTM E384—84中规定，显微硬度计的负荷范围为1～1000 g·F（克·力）。 （2）日本工业标准JIS B7734—1983中规定，显微硬度计的负荷范围为10～1000 g·F（克·力）。 （3）俄罗斯国家标准TOCT9450—7C中规定．显微硬度计的负荷范围为5～500 g·F（克·力）。 （4）我国的显微硬度计检定规程JJG260—81及专业标准ZBY337—85中规定负荷范围为50～1000 g·F （克·力）。
计
显微硬度测试原理
硬度的测试是材料在力学性能研究中最简便、最常用的一种方法。显微硬度是金相分析中常用的测试手段之 一。
显微硬度的测试是将具有一定几何形状的金刚石压头，以较小载荷压入试验材料表面，然后对一条或两条压 痕对角线进行光学测量。由于留在试样上的压痕尺度极小（一般几微米到几十微米），必须在显微镜下测量。
材料显微硬度的测定
显微硬度计
四．试样制备
HVS—1000型数显显微硬度计可测定微小、薄形试 件、表面渗镀层试件的显微硬度和玻璃、陶瓷、玛瑙、 宝石等脆性材料的显微硬度。 应选择成分均匀、表面结构细致和平整度好的样 品为待测试样。表面粗糙不平或平整度差的试样，由 于压痕会或多或少地发生变形，引起测量误差。 用切割工具切割试样（试件最大高度65 mm , 试 件最大宽度85 mm），擦净测量面待用。
14.先转动左侧鼓轮，使左边刻线对准压痕一角，在转 14. 动右侧鼓轮，两刻线分离，使右侧刻线对准压痕另一角。 当刻线对准压痕对角线无误时，按下测微目镜下方的按 钮输入,并在显示屏的D1后显示。 15.转动右侧鼓轮转动时，LCD屏上D1后的数字闪烁，表 15. 示结果还未输入，当结果输入后，光标转入D2。按上述 方法在测试另一对角线的长度，此时，LCD屏HV值就同 时显示。在进行努氏硬度测量时，只需测试对角线的长 度，Hk硬度值就立即显示。在进行维氏硬度测量时，为 了减少误差，应在两条垂直的对角线上测量，取其算术 平均值。
材料显微硬度的测定
武汉理工大学
无机非金属材料实验— 无机非金属材料实验—力学性能实验
硬度是材料微观结构的宏观表现。在材料研究中，硬 度数据的使用频率非常高，硬度测试的目的，并不一定是 用来表征所研究材料的使用性能，而是通过硬度试验获得 材料微观结构的有关信息。 材料抵抗机械作用的能力是材料最重要的性质之一。 不论是金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料或复 合材料，当它们用作机械部件、结构材料等用途时，一般 都要测定其力学性能。材料力学性能试验的内容较多，包 括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、疲劳、摩擦、硬度等。
2. 测微目镜 1） 由于各人观察目镜中的刻线存在着视差，在更换 观测者时，应微量调节焦距，使观察到的视场内的刻线内 侧清晰。 2） 当测量压痕对角线90°转动目镜视，要注意测微 目镜要紧贴目镜管，不能留有间隙，否则会影响测量的准 确性。 3. 显微镜光源 1） 光源照明灯的中心位置将直接影响压痕的成像质 量。如果象质模糊或光亮不均匀，可小心调节三个调节螺 钉，使灯泡中心位置与光学中心位置一致。
显微硬度的测定
显微硬度的测定显微硬度测定是一个重要的材料科学分析技术，可以尺度小到微米级别，对宏观力学性能的影响因素进行颗粒大小调控，并分析压痕或切割等行为对材料的影响。
通过测定材料表面在压痕下的变形痕迹，从而计算出显微硬度，即材料单个晶体在宏观下的力学性能。
显微硬度测定的原理是利用压头的形状和压头受力大小的调节，在所测材料表面形成一个尖锐的压痕，通过显微镜观察压痕产生的程度和形状，从而推断出材料的硬度值。
常见的显微硬度测定方法有布氏硬度、维氏硬度等。
其中布氏硬度是较常用的一种测定方法，通过压头对样品表面施加一定的荷载，观察压头在样品表面留下的压痕的直径大小，根据标准化的硬度比对表计算出样品的硬度。
1. 选择合适的压头：不同的材料选择不同的压头，一般硬度范围不同的材料需选用不同牌号的压头。
2. 准备样品：样品应保持平整，尺寸应在压头直径的三倍之内，压痕位置应在样品表面较为平滑无粗糙的区域。
3. 调节压头：根据样品的硬度和厚度选择合适的荷载和深度，对压头进行调节和固定。
4. 进行压痕：将压头缓慢地施加荷载，使其在样品表面形成一个尖锐的压痕。
5. 观察压痕：用显微镜观察压痕的大小和形状，测量压痕的直径。
6. 计算显微硬度：根据压头形状和标准化的硬度比对表计算出样品的显微硬度值。
需要注意的是，在进行显微硬度测定时，应充分考虑样品的厚度和硬度等因素的影响，避免测定结果的偏差。
此外，压头的选择和调节也需要十分精细，以确保测定结果的准确性和可靠性。
综上所述，显微硬度测定是一种有效的材料分析技术，应用广泛，可以对材料的力学性能进行准确的评估和分析，对于材料研究和工程应用具有重要的意义。
HV显微硬度试验方法
HV显微硬度试验方法
1. 打开电源。
2. 调节焦距
将工件平稳放置于硬度计工作台面上，慢慢调节工作台面，调整至能在目镜中清晰的看见工件的表面。
3. 测量十字线对零
调节目镜两侧的微调装置，使目镜内两测量十字线的中点重合。
4. 调整加压装置压力
根据工件检测要求，转慢慢转动压力调节盘，将压力调节到需要的值，该值在PC控制台的显示面板上显示。
5. 在PC控制台上设置运行程序
（1）将程序设置为检测HV硬度的程序：
按键盘上的“HV”键。
（2）根据工件检测要求设置加压力值：
接着按数字键加“MC”键。
（例如加压300g，则按数字键“3”、数字键“0”、数字键“0”，最后按“MC”键加以确认。
）
（3）根据工件检测要求设置加压力时间：
接着按数字键加“MC”键。
（例如加压时间10s，则按数字键“1”、数字键“0”，最后按“MC”键加以确认。
）
（4）光栅标尺归零：
按“000”键，控制台显显示面板显示“0”。
6. 仪器运行
（1）将工件从物镜下缓慢滑移至压头下。
（2）按“MC”键，仪器开始加压，此时压头开始缓慢下降，控制台面板上绿色灯亮起，接着红色灯亮起，表示开始加压，当绿色灯再次亮起的时候，压头开始缓慢上升，当绿色灯熄灭时，表示加压结束，
（3）将工件从压头下缓慢滑移至物镜下。
7. 数据测量
在目镜中将两测量十字线包裹住四棱锥体压头压痕，十字线与压痕线重合，按“HV”键，控制台显显示面板显示HV的测量值。
目镜内图像示意图。
08显微硬度的测定方法
显微硬度测量方法
• • • • • 确定加载的载荷 确定压头的形状 确定加载速率 确定负荷保持时间（10～15s） 在规定放大倍率下（100×或400×）下测 出压痕尺寸 • 把测量的值代入规定的公式计算出硬度值 或查表得到硬度值
11
维氏（Vickers）硬度测试
12
努氏（Knoop）硬度测试
—可以对试件的剖面进行硬度梯度测试，以判定电镀、氮化、 氧化或渗碳层等的厚度。 —可通过显微硬度试验间接地得到材料的一些其它性能。 —所得压痕为棱形，轮廓清楚，其对角线长度的测量精度高。
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显微硬度测试的特点
• 缺点
—试件尺寸不可太大；如要知道材料或零件的硬度，则必须 对试件进行多点硬度试验。对试件的表面质量要求较高， 尤其是要求表面粗糙度要在RA0.05以上。 —对测试人员必须进行一定的训练。以保证测试人员的测试 精度。 —对环境要求高，尤其是要求有严格的防振措施。
品边缘都将影响测试结果的可靠性。
• 测量压痕尺度时压痕象的调焦——在光学显微镜下所
测得压痕对角线值与成像条件有关。
• 试验载荷 • 压痕的弹性回复
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显微硬度测试的特点
• 优点
—压痕小，压入深度浅，适用于各种零件及成品的硬度试验。 —适用于测定其它宏观硬度试验所无法测定的细小薄片零件 和零件的特殊部位（如刃具的刀刃等），以及电镀层、氮 化层、氧化层、渗碳层等表面层的硬度。 —可以对一些非金属脆性材料（如陶瓷、玻璃、矿石等）及 成品进行硬度测试，不易产生碎裂。
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试验载荷和硬度值之间的关系
14
测试要点
硬度值与压痕对角线长度平方的倒数成正比
• 表面状态——试样的表面状态直接影响测试结果的可靠
苏州显微硬度计测试方法
苏州显微硬度计测试方法
苏州显微硬度计是一种常用的材料硬度测试仪器，它可以用来测试各种材料的硬度，包括金属、塑料、陶瓷等。
在工业生产和科学研究中，硬度测试是非常重要的，因为它可以帮助我们了解材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能，从而为材料的选择和使用提供依据。
苏州显微硬度计的测试方法比较简单，下面我们来介绍一下具体的步骤：
1. 准备样品：首先需要准备好要测试的样品，通常是一个小块或者一个小片。
样品的表面应该是平整的，没有明显的凹凸不平或者划痕。
2. 调整显微镜：将样品放在显微硬度计的测试台上，然后调整显微镜，使其对准样品表面。
这个过程需要耐心和细心，因为显微镜的调整会影响测试结果的准确性。
3. 选取压头：根据样品的硬度和测试要求，选择合适的压头。
苏州显微硬度计通常配备有多种不同材质和不同形状的压头，可以根据需要进行更换。
4. 施加压力：将压头放在样品表面上，然后用手轻轻转动压头，使其与样品表面接触。
接着，用显微硬度计上的手轮逐渐施加压力，直到压头完全压入样品表面。
5. 读取硬度值：当压头压入样品表面后，显微硬度计上的刻度盘会显示出一个数字，这就是样品的硬度值。
通常，我们需要进行多次测试，然后取平均值，以提高测试结果的准确性。
总的来说，苏州显微硬度计测试方法比较简单，但是需要注意一些细节，比如样品的准备、显微镜的调整、压头的选择等等。
只有在操作正确的情况下，才能得到准确可靠的测试结果。
煤的显微硬度测定方法【国标】
１．４８８
１．４８０
１．４ ７１
１．４６３
．４５５
１．４４７
４３９
３６
１．４ ３１
．４３２
１．４１５
１．４０７
１．４００
１．３ ９２
１．３ ８４
１．３７７
１．３ ６９ １．３ ６２
３７
１．３ ５５
．３４７
１．３４０
１．３３３
１．３ ２６
１．３ １９
１．３ １２
１．３０５
１．２ ９８
１．２ ９１
３８
１．２ ８４
ＭＴ ２６４一 ９１
度值。
Ｆ ＨＶ ＝ ０．１８９ １ ｄ｀
… … （２ ）
式 中 ：ＨＶ 维氏显微硬度值，Ｎ／ｍｍ＇；
试验力 ，Ｎ；
ｄ— 两条对角线长度 ｄ，和 ｄ２的算术平均值，ｍｍ．
常数 ０．１８ ９１ ｝ １ Ｘ ２ ，ｓｉｎ ＿１３２６ ０ ９．８ ０６ ６５
１０．２ 以有效点测定结果的算术平均值为试样的显微硬度值。
（无烟煤）。
煤的显微硬度测定记录参阅附录 Ｂｏ
１０ 测定结果表述
１０．１ 测得的压痕两条对角线长度的平均值按式（２）进行计算或通过查表（附录 Ａ）的方法求得显微硬
华美制作
华美制作
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国家标准
-------------------------------
６．６ ４９ ５．９１９ ５．３ ０３ ４．７ ７８ ４．３２８
６．５７０ ５．８５３ ５．２４７ ４．７３０ ４．２ ８６
６．４ ９３ ５．７ ８７ ５．１ ９１ ４．６８３ ４．２ ４５
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显微硬度的测定方法显微硬度的测定方法与设备一．显微硬度的基本概念“硬度”是指固体材料受到其它物体的力的作用，在其受侵入时所呈现的抵抗弹性变形、塑性变形及破裂的综合能力。
这种说法较接近于硬度试验法的本质，适用于机械式的硬度试验法，但仍不适用于电磁或超声波硬度试验法。
“硬度”这一术语，并不代表固体材料的一个确定的物理量，而是材料一种重要的机械性能，它不仅取决于所研究的材料本身的性质，而且也决定于测量条件和试验法。
因此，各种硬度值之间并不存在着数学上的换算关系，只存在着实验后所得到的对照关系。
“显微硬度”是相对“宏观硬度”而言的一种人为的划分。
目前这一概念参照国际标准ISO6507/1-82“金属材料维氏硬度试验”中规定“负荷小于0.2kgf（1.961N）维氏显微硬度试验”及我国国家标准GB4342-84“金属显微维氏硬度试验方法”中规定“显微维氏硬度”负荷范围为“0.01~0.2kgf（98.07×10-3~1.961N）”而确定的。
负荷≤0.2kgf（≤1.961N）的静力压入被试验样品的试验称为显微硬度试验。
以实施显微硬度试验为主，负荷在0.01~1kgf （9.907×10-3~9.807N）范围内的硬度计称为显微硬度计。
显微硬度的测试原理是采用一定锥体形状的金刚石压头，施以几克到几百克质量所产生的重力（压力）压入试验材料表面，然后测量其压痕的两对角线长度。
由于压痕尺度极小，必须在显微镜中测量。
二．显微硬度试验方法显微硬度测试采用压入法，压头是一个极小的金刚石锥体，按几何形状分为两种类型，一种是锥面夹角为136˚的正方锥体压头，又称维氏（Vickers）压头，另一种是棱面锥体压头，又称努普（knoop）压头。
这两种压头分别示于图8-1a和图8-1b中。
图8-1a 维氏压头 图8-1b 努氏压头2.1 维氏（Vickers ）硬度试验法1．维氏压头二相对棱面间的夹角为136˚金刚石正方四棱角锥体，即为维氏压头（图8-1a ）。
2．维氏硬度维氏压头在一定的负荷作用下，垂直压入被测样品的表面产生凹痕，其每单位面积所承受力的大小即为维氏硬度。
维氏硬度计算公式 ： ())/(8544.12sin 2222mm Kgf d P d P S P Hv ===α式中：Hv —维氏硬度（kgf/mm 2）； P — 负荷（kgf ）；S — 压痕面积（mm 2）；d — 压痕对角线长度（mm 2）; α— 压头二相对棱面的夹角（136˚）在显微硬度试验中，此公式表示为：H V=1854.4P/d2式中：H V—维氏硬度（gf/mm2）P－负荷（gf）d—压痕对角线长度（μm）要求比维氏硬度试验要高。
2.2 显微硬度测试要点显微硬度测量的准确程度与金相样品的表面质量有关，需经过磨光、抛光、浸蚀，以显示欲评定的组织。
1. 试样的表面状态被评定试样的表面状态直接影响测试结果的可靠性。
用机械方法制备的金相磨面，由于抛光时表层微量的范性变形，引起加工硬化，或者磨面表层由于形成氧化膜，因此所测得的显微硬度值较电解抛光磨面测得的显微硬度值高。
试样最好采用电解抛光，经适度浸蚀后立即测定显微硬度。
2. 选择正确的加载部位压痕过分与晶界接近，或者延至晶界以外，那么测量结果会受到晶界或相邻第二相影响；如被测晶粒薄，压痕陷入下部晶粒，也将产生同样的影响。
为了获得正确的显微硬度值，规定压痕位置距晶界至少一个压痕对角线长度，晶粒厚度至少10倍于压痕深度。
为此，在选择测量对象时应取较大截面的晶粒，因为较小截面的晶粒其厚度有可能是较薄。
3. 测量压痕尺度时压痕象的调焦在光学显微镜下所测得压痕对角线值与成像条件有关。
孔径光栏减小，基体与压痕的衬度提高，压痕边缘渐趋清晰。
一般认为：最佳的孔径光栏位置是使压痕的四个角变成黑暗，而四个棱边清晰。
对同一组测量数据，为获得一致的成像条件，应使孔径光栏保持相同数值。
4．试验负荷为保证测量的准确度，试验负荷在原则上应尽可能大，且压痕大小必须与晶粒大小成一定比例。
特别在测定软基体上硬质点的硬度时，被测质点截面直径必须四倍于压痕对角线长，否则硬质点可能被压通，使基体性能影响测量数据。
此外在测定脆性质点时，高负荷可能出现“压碎”现象。
角上有裂纹的压痕表明负荷已超出材料的断裂强度，因而获得的硬度值是错误的，这时需调整负荷重新测量。
5．压痕的弹性回复对金刚石压头施一定负荷的力压入材料表面，表面将留下一个压痕，当负荷去除后，压痕将因金属的弹性回复而稍微缩小。
弹性回复是金属的一种性质，它与金属的种类有关，而与产生压痕的荷重无关。
就是说不管荷重如何，压痕大小如何，弹性回复几乎是一个定值。
因此，当荷重小时，压痕很小，而压痕因弹性回复而收缩的比例就比较大，根据回复后压痕尺寸求得的显微硬度值则比较高。
这种现象的存在，使得不同荷重下测得的硬度值缺乏正确的比较标准，因此有必要建立显微硬度值的比较标准。
3.5显微硬度值的比较标准与宏观硬度相比，显微硬度测量结果的精确性、重现性和可比较性均较差。
同一材料，在不同仪器上，由不同试验人员测量往往会测得不同结果，即使同一材料，同一试验人员在同一仪器上测量，如果选取的载荷不同，其测量结果的差异也较大，难以进行比较。
导致这一后果，不仅与仪器精度、试样制备优劣、样品成分、组织结构的均匀有关，最主要的是在小负荷下载荷与压痕不遵守“几何相似定律”。
宏观维氏硬度应用的公式是建立在“硬度与负荷无关”的几何相似定律基础之上的，其在10－100Kg载荷下试验得到证实。
然而在小负荷下（1－1000G）的试验结果表明：几何相似定律不再适用。
由于压痕的弹性回复所致，使同一试样的相同测试对象在载荷变化时显微硬度值不相等。
哈纳门（HANEMANN）提出：既然显微硬度值的差别是由压痕大小引起的，故此以一定尺寸的压痕对角线长度计算的硬度值H5μ，H10μ,H20μ作为显微硬度的比较标准。
在硬度测试中，不可能得到完全与标准压痕相同的压痕长度，因此需要首先测出不同载荷的硬度值（5－6个），并绘出压痕对角线长度D与显微硬度HM的关系曲线。
再从曲线上求得H5μ，H10μ,H20μ。
3.6显微硬度试验的优缺点及应用1．优点及应用显微硬度试验是一种真正的非破坏性试验，其得到的压痕小，压入深度浅，在试件表面留下的痕迹往往是非目力所能发现的，因而适用于各种零件及成品的硬度试验。
可以测定各种原材料、毛坯、半成品的硬度，尤其是其它宏观硬度试验所无法测定的细小薄片零件和零件的特殊部位（如刃具的刀刃等），以及电镀层、氮化层、氧化层、渗碳层等表面层的硬度。
可以对一些非金属脆性材料（如陶瓷、玻璃、矿石等）及成品进行硬度测试，不易产生碎裂。
可以对试件的剖面沿试件的纵深方向按一定的间隔进行硬度测试（即称为硬度梯度的测试），以判定电镀、氮化、氧化或渗碳层等的厚度。
可通过显微硬度试验间接地得到材料的一些其它性能。
如材料的磨损系数、建筑材料中混凝土的结合力、瓷器的强度等。
所得压痕为棱形，轮廓清楚，其对角线长度的测量精度高。
2．缺点试件尺寸不可太大；如要知道材料或零件的硬度，则必须对试件进行多点硬度试验。
对试件的表面质量要求较高，尤其是要求表面粗糙度要在RA0.05以上。
对测试人员必须进行一定的训练。
以保证测试人员的瞄准精度。
对环境要求高，尤其是要求有严格的防振措施。
四．常用显微硬度计常用的显微硬度计按其结构特点可以分为两类：一类是专门的显微硬度计，另一类是作为金相显微镜上的显微硬度附件，即哈纳门型显微硬度计。
苏联的ΠMT-3型，国产的71型，HX-1000型，日本的MVK型等均为专门的显微硬度计，哈纳门型的显微硬度计则是作为特殊的附件，装在“Neophot”及“MeF-3型”等大型金相显微镜上使用的。
4.1 专门显微硬度计4.1.1 71型显微硬度计(1)、仪器结构图8-2是71型显微硬度计外形。
该仪器主要有壳体、升降系统、工作台、加荷机构、光学系统和电子部分等组成。
图8-2a 71型显微硬度计外形图（正向） 图8-2b 71型显微硬度计外型图（侧向） 1 23 4 7 6 114 11222215 11壳体由底座（1）、主体（2）和主体盖（3）三位一体连成的。
仪器的大部分零件都封闭在壳体内，仪器由三只可调的安平螺丝支持着。
琴键开关和指示灯（4）安装在仪器的底座的正前方，按下开关的红键，指示灯的绿灯亮，表明仪器的电子部分开始工作，可以进行下一步操作。
光学系统安置在主体的左半部。
由物镜、测微目镜、折射棱镜和照明等部分连接组成，测微目镜由滚花螺钉（5）固定在目镜管上，它是由装着读数装置的目镜组成的。
内装有一块中间带点的十字虚线可移动划板，旋动测微手轮（6），十字叉线就在视场内移动，可以对压痕进行瞄准，（7）是照明插线，（8）是照明灯管，松开滚花螺钉（11），将偏心调节圈（10）连照明灯管（8）一起抽出，以便更换灯泡。
松开滚花螺钉（11）旋转偏心调节圈，则照明灯管可在上、下、左、右位置偏移，用以调节照明上下位置。
而整个照明装置是通过照明座板（23）固定在主体上。
松开照明座板（23）下的二只螺钉将整组照明左右移动以调节照明的左右位置。
小手轮（12）是用来调节视场明暗的，底座的后半部分装有220V 供电变压器。
升降系统是由一对伞形齿轮和丝杆传动部分等组成的。
由于传动轮比较大，因此能将转动变为缓慢的上下移动，手轮（13）转动一圈，升降轴只上升0.75mm，快速手柄（14）可使工作台迅速升降，以便适用不同高度的试样。
微微转动手轮，工作台就可以进行缓慢上下调焦，这种机构是将粗微动合在一起，结构紧凑，操作方便。
工作台安置在升降轴上面，分成上、中、下三个平台旋转纵横向微分筒，可以调节上平台的纵横向移动，以便在视场里能迅速找到试样需要测定硬度的部位，上中二个平台可以在下面的长平台中滑移，调整完毕后，推动中平台，使试样从显微镜视场下移到金刚石压锥下进行加荷。
工作台上四只M4螺孔是安放平口钳用的，螺钉（15）是用以限制工作台左右移动的距离的，松开3只内六角螺钉（16）时，调节螺钉（17）可使整组工作台绕着金刚石压正下方的支点回转，上述两个运动机构是用以调节压痕重合的。
加荷装置安放在主体的右半部。
拨动滚花轮（18），可变换10，25，50，100，200等五种负荷。
需要施加多少负荷，就将此负荷数拨至加荷窗（19）中来。
金刚石压锥固定在保护套（20）内。
当朝操作者方向扳动手柄（21）时，油阻尼随即起动，使金刚钻压锥缓慢下沉。
若干秒后，指示灯的绿灯变暗熄灭，红灯亮，表示金刚钻压锥与试样接触，负荷已施加上去。
数码盘（22）表示负荷保持时间，0、5……30是以秒计，当指示线至10处就表示保荷10S，一般以15S为宜。