维氏硬度测试

维氏硬度测试适合各种应用，包括微观硬度测试。在本页面，您可以找到维氏硬度测试的说明、如何应用该方法的实用信息，以及用于维氏硬度测试的微观硬度测试机器清单。

维氏硬度测试概览：

适合微观硬度测试
可用于硬化层硬度深度测量、末端淬透性测试和焊接处的硬度测试
标准：ASTM E384、ISO 6507 和 JIS Z 2244

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维氏硬度测试定义

维氏硬度测试是一种通用型硬度测试方法，适合执行宏观和微观硬度测试。该测试的载荷范围很广，适用于各种应用和材料。

与其他硬度测试相比，维氏硬度测试通常被认为使用起来更加简单：测试时，可使用通用型或微观硬度测试仪；所需的计算不依赖于压头尺寸；可以将同一压头（金刚石锥体）用于所有材料，无需考虑硬度。

维氏硬度计算

通过以光学方式测量压头留下的压痕对角线长度来计算维氏硬度测试 (HV) 结果。之后将使用表格或公式将结果转换为 HV。

载荷范围：10 gf up 至 100 kgf

维氏硬度 7 步测量法

- 使用 Duramin-40 硬度测试机器
1.将试样放到载物台上。2.单击并拖动鼠标，使试样就位。3.滚动以便聚焦。4.选择测试方法和载荷。5.选择物镜和作业名称。6.使用全景相机定位压头。7.开始测试。

演示

表面制备

在将试样材料放入微型硬度测试机器前，应确保材料已经过正确制备。

维氏硬度测试所需的表面条件取决于使用的载荷。

宏观硬度测试（载荷高于 1 kgf）

表面应磨光

微观硬度测试（载荷低于或等于 1 kgf）

表面应进行机械抛光或电解抛光

载荷

压印时间：10-15 秒
试样厚度 ASTM：至少为压痕深度的 10 倍
试样厚度 ISO：至少为对角线长度的 1.5 倍

压痕间距

无论您使用哪一种微观硬度测试仪，当您执行维氏硬度测试时，压痕都会使周围的材料变形，其属性也会发生改变。为了避免错误地解读硬度，维氏硬度测试标准规定了多个压痕之间所需保持的特定距离。

钢和铜

压痕之间的距离至少为对角线宽度的 3 倍

铅、锌和铝

压痕之间的距离至少为对角线宽度的 6 倍

对角线宽度

为确保压痕读数准确，维氏硬度测试标准规定对角线宽度最少为 20 µm。

例如，在进行 CHD 测量时（请见下文）通常应避免使用低于 HV0.2 的负荷值，因为其产生的压痕小于 20 µm。

维氏测试方法和应用

下文是维氏硬度测试方法和最常见应用的概述。

硬化层硬度深度 (CHD) 测量

硬度测试通常用于评估表面硬化钢的硬度深度。这是通过从试样横截面边缘朝中心生成一系列硬度压痕来完成的。以连续的硬度测量值作图，并计算从表面到硬度限值 (HL) 的距离。

在执行硬度连续测量时，请务必遵守关于压痕间距的规则。在以机械方式制备试样的过程中同样需保护边缘，以确保精确测量 CHD。

硬化层深度 = 从“表面”到“硬度限值”的距离

如何计算 CHD

确定硬度限值的方法有很多。因此，计算 CHD 值的方法也有很多。您选择的程序取决于所采用的硬化工艺。最常见的计算方法如下。

1.渗碳或碳部件 (EN ISO 2639)

硬度限值 = 550 HV
CHD (Eht) = 从表面到硬度为 550 HV 的位置点的距离

2.感应淬硬或火焰淬硬部件（EN 10328 和 ISO 3754）

硬度限值 = 80％ × 表面硬度（最小值）
CHD (Rht) = 从表面到硬度为表面硬度（最小值） 80% 的位置点的距离

3.氮化部件 (DIN 50190-3)

硬度限值 = 核心硬度 + 50 HV
CHD (Nht, NCD) = 从表面到硬度为核心硬度 + 50 HV 的位置点的距离（最大值）

CHD 连续值示例

CHD 测量，在硬度限值为 550 HV1 时 CHD 值为 0.95 mm

Different ways of calculating CHD — 计算 CHD 的不同方法

维氏硬度测试和努氏硬度测试

在大多数情况下，维氏硬度测试主要用于在微观硬度测试载荷范围内确定材料的硬度。但是，努氏硬度测试通常用于对涂层之类的薄层进行硬度测试，或用于克服脆性材料中的开裂问题。

在选择要使用的测试方法时，应考虑相关标准，以及选择不同种类硬度测试时的常用标准。

详细了解努氏硬度测试

末端淬透性测试

末端淬透性测试（末端淬火测试）是用于确定钢的淬硬性的标准测试程序，可使用任何维氏微观硬度测试仪执行。

该测试过程在以下标准中进行了描述：ASTM A255 / ISO 642 / DIN 50191 / BS 4437

在末端淬透性测试过程中，会将圆柱形钢试样加热至奥氏体化温度 (~980°–1010°C)，并使用受控的标准化喷射水柱从一端淬火（冷却）。淬火后，从淬火端按间隔测量硬度。使用的测试方法为 HRC 或 HV30。

试样表面存在的硬度变化是因为随着与淬火端的距离增加，冷却速度也随之降低，从而形成了微观结构上的变化。在距离末端给定距离位置处，测得的材料硬度越大，钢的淬硬性就越高。

维氏硬度测试和洛氏硬度测试通常可用于末端淬透性测试。在选择要使用的测试方法时，应留意相关标准，以及选择不同种类硬度测试时的常用标准。

详细了解洛氏硬度测试

焊接点硬度测试

针对焊接点的硬度测试是维氏硬度测试的一个子组。这些硬度测试的目的是为了评估焊接点的强度，尤其是热影响区 (HAZ) 周围位置的硬度。这是因为 HAZ 周围位置的硬度可帮助评估焊接点的脆性，从而帮助您确定焊接点是否具有所需的强度。焊接点硬度测试可以在任何维氏微观硬度测试机器上执行。

对焊接点进行硬度测试时，会按给定图案在离试样边缘或焊接点顶部给定距离的位置进行一系列测量。然后，可以用连续的硬度值作图。