材料实验技术显微硬度测试方法解析
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）。
实验九、材料的维氏显微硬度测量实验
硬质合金维氏硬度试验方法、GB10420-89 碳化钨钢结硬质合金洛氏硬度（C 和 A）的测定、 GB2654-89 焊接接头及堆焊金属硬度试验方法、GB4675.5-84 焊接性试验焊接热影响区最高 硬度试验方法、GB8640-88 金属热喷漆涂层表面洛氏硬度试验方法等，还有一些尚未纳标的 试验方法，例如里氏硬度试验以及锤击硬度试验和划痕试验（莫氏、马氏、李氏……）。
图 1-1 维氏金刚石棱锥压头维氏硬度试验基本原理图
维氏硬度用 HV 表示，则维氏硬度的计算公式为：
d d1－d 2 2
式中：
HV——
维氏硬度值（kgf/ mm2 ）
F——
试验力（kgf ）
ห้องสมุดไป่ตู้
S——
压痕锥形表面积（mm2 ）
d——
压痕对角线平均长度（mm ）
Θ——
压头两相对面夹角（136°）
维氏硬度试验的试验力向小的方向延伸，就出现了小负荷维氏和显微维氏硬度试验。通
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。显微维氏硬度试验主 要用于金属学和金相学研
选择哪种硬度是至关重要的！若选择错了，尽管操作及仪器无误，其结果仍是没有价值 的。应该结合实际多作分析，重要的结论可以同时结合别的试验，根据经验和标准要求来推 断、证实试验结果的有效性，凭借一两个硬度值来决定问题往往会导致错误的结论。
2、维氏硬度的原理： 维氏硬度试验方法是英国史密斯（R.L.Smith ）和塞德兰德 （C.E.Sandland ）于 1925 年 提出的。英国的维克斯—阿姆斯特（Vickers-Armstrong ）公司试制了第一台以此方法进行 试验的硬度计。因此该试验方法被称为维氏（Vickers ）硬度试验方法，进行此种硬度试验 的硬度计被称为维氏硬度计。 其原理是将一个相对面夹角为 136°的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力压入被 测材料表面经保持规定时间后（试验力保持时间为 10～15 秒），卸除试验力，用读数显微镜 测量压痕两对角线长度 d1 和 d2，取其算术平均值，查表或代入公式计算出维氏度值。
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 。
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。
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。
实验四 显微硬度的测定
实验四显微硬度的测定实验目的：1、了解测定釉面和坯体显微硬度的意义；2、了解影响釉面和坯体显微硬度的因素；3、掌握釉面和瓷胎显微硬度的测定原理和测定方法。
实验原理：硬度是材料机械性能重要指标之一，而硬度试验是判断材料或产品零件质量的一种手段。
所谓硬度，就是材料在一定条件下抵抗另一本身不发生残余变形物体压入能力。
抵抗能力愈大，则硬度愈高，反之则硬度愈低。
常见的显微硬度有维氏和努氏两种。
用显微硬度计测定维氏硬度就是用一台立式反光显微镜测出在一定负荷下由金刚石锥体压头，压入被测物后所残留的压痕对角线长度来求出被测物的硬度。
一、显微硬度计工作原理和组成显微硬度计是近年来常用测量硬度的设备。
测量硬度是通过升降显微硬度计的调焦机构、测量显微镜、加荷机构，正确选择负荷、加荷速度进行全自动加卸试验力及正确控制试验力保持时间，通过显微硬度计光学放大，测出在一定试验力下金刚石角锥体压头压入被测物后所残留压痕的对角线长度，来求出被测物硬度值。
二、显微硬度计的正确使用由于显微硬度试验往往是对很小的试样（如针尖），或试样上很小的特定部位（如金相组织）进行硬度测定，而这些情况难以用人眼来进行观察和判定，而且显微硬度试验后所得压痕非常小，这也是难以人眼来寻找，更不用说进行压痕对角线长度的测量，所以非得用显微镜才能进行工作。
正确使用显微硬度计，除了正确选择负荷、加荷速度、保荷时间外，测量显微镜使用的正确与否是十分重要的。
现就如何正确使用显微硬度计作简要介绍。
1．负荷的选择为确切得到被测对象的真实硬度，必须选择恰当负荷。
选择负荷应考虑以下几个原则：（1）在测定薄片或表面层硬度时，要根据压头压入深度和试件或表面层厚度选择负荷。
因为一般试件或表面层厚度是知道的，而被测部位硬度或硬度范围也应是可知道的，基于压头压入试样时挤压应力在深度上涉及范围接近于压入深度的10倍，为避免底层硬度的影响，压头压入深度应小于试件或表面层的十分之一。
（2）对试样剖面测定硬度时，应根据压痕对角线长度和剖面宽度选择负荷。
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
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维氏（Vickers）硬度测试
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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
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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
材料的硬度测试与分析
材料的硬度测试与分析材料的硬度是指材料抵抗局部差异形成的划痕或穿透的能力。
不同材料的硬度可以通过不同的测试方法来进行评估和分析。
本文将介绍几种常见的材料硬度测试方法，并探讨硬度测试结果与材料特性之间的关系。
一、材料硬度测试方法1. 硬度测试方法一：洛氏硬度测试法洛氏硬度测试法是最常用且简便的硬度测试方法之一。
它通过利用材料的显微硬度与压痕的大小之间的关系来确定材料的硬度。
测试过程中，一个钢球或金刚石圆锥体被压入被测试材料表面，然后测量压痕的直径或对角线长度。
洛氏硬度值越高，材料越硬。
2. 硬度测试方法二：布氏硬度测试法布氏硬度测试法也是一种常用的硬度测试方法。
它通过利用材料表面产生的压痕的大小来评估材料的硬度。
测试过程中，使用一个金刚石球或硬质合金钢球，通过在被测材料上施加一定负荷并测量压痕的大小来确定硬度值。
布氏硬度值越高，材料越硬。
3. 硬度测试方法三：维氏硬度测试法维氏硬度测试法是一种常用的间接硬度测试方法。
它通过利用材料表面硬度和厚度的变化关系来评估材料的硬度。
在测试中，一个特殊形状的钻头被压入材料表面，然后测量压入深度。
维氏硬度值越高，材料越硬。
二、硬度测试结果与材料特性之间的关系1. 材料的硬度与其化学成分有关。
通常来说，含有较高硬度的元素或化合物的材料通常具有较高的硬度。
例如，高碳钢比低碳钢更硬，因为高碳钢中含有更多的碳。
2. 材料的晶体结构和晶格缺陷对硬度也有影响。
晶格缺陷可以使材料更容易形成划痕，从而降低硬度。
3. 温度对材料的硬度也有影响。
一些材料在高温下可能会变得更软，而在低温下则变得更硬。
这是由于晶体结构的变化和原子振动频率的不同所致。
4. 大多数材料的硬度通常随着用于测试的压头或压痕的尺寸变化而改变。
更小的压头或压痕可能导致较高的硬度值，因为局部应力集中。
三、材料硬度测试的应用1. 材料硬度测试在材料工程领域中具有广泛的应用，可以用于材料选择、质量控制和材料研发等方面。
显微硬度讲解
金刚石圆锥 1471.5 (150)
黑色
20~67 淬火钢、调质钢等
金刚石圆锥 981(100) 黑色
• 薄钢板、中档
40~77
厚度旳
• 表面硬化工件
3.175mm 钢球
981(100)
红色
铸铁、铝、镁合金、 70~100 轴承合金
1.588mm 钢球
588.6(60)
红色
40~100
薄板软钢、退火铜合 金
标度 符号 HRA HRB HRC
HRD
HRE HRF HRG
表1.多种洛氏硬度值旳符号及应用
压头
总载荷 表盘上 常用硬度 N(kg) 刻度颜色 值范围
应用举例
金刚石圆锥 588.6(60) 黑色
碳化物、硬质合金、 70~85 表面淬火钢等
1.588mm 钢球
981(100)
红色
25~100
软钢、退火钢、铜合 金
• h值越大，试件越软，h值越小，试件越硬。
• 为适应数值越大硬度越高旳概念，用一常数K减去h 表达硬度旳高下。并要求每0.002mm为一种洛氏硬 度单位，用符号HR表达，则：
HR K h 0.002
• 测量值直接在表盘上读出。
• 用金刚石圆锥压头时，常数K为0.2mm，硬度值由黑 色表盘表达 ; 用钢球(Φ=1.588mm)压头时，常数K 为0.26mm，硬度值由红色表盘表达.
键输入；此时显示标尺与0.0; • 用原则块校验，示值误差应符合原则。
2、试验过程 • 放好试样，试验点对准压头； • 顺时转动转盘使试样紧密接触压头，使预载力
指示灯依次点亮，直至“SET”灯亮， • 约1s后自动进行后续过程； • 显示标尺与硬度值供统计； • 设备复原位。
显微硬度的测定方法讲诉
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 ）。
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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。
在实际应用中，根据材料的不同特点选择合适的硬度测试方法，能够更准确地评估材料的硬度性能，并为材料的设计和应用提供有力支持。
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