維氏

硬度計(jì)

（

GB/T4340.1

—

1999

）

維氏

硬度計(jì)

原理

采用正四棱錐體金剛石壓頭，

在試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，

保持規(guī)定時(shí)間

后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。

試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。

維氏硬度值按式

（３－１）

計(jì)

算：

HV = 

常數(shù)×試驗(yàn)力

/

壓痕表面積

≈0.1891 F／

d

2

…………（

3

－

1

）

式中：

HV 

————

維氏硬度符號(hào)；

      F 

――――

試驗(yàn)力，

N

；

      d 

————

壓痕兩對(duì)角線

d

1

、

d

2

的算術(shù)平均值，

mm 

實(shí)用中是根據(jù)對(duì)角線長(zhǎng)度

d

通過(guò)查表得到維氏硬度值。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度范圍為

0.020

～

1.400mm 

3.2 

維氏硬度的表示方法

維氏硬度表示為

HV

，維氏硬度符號(hào)

HV

前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗(yàn)力

值。標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)保持時(shí)間為

10

～

15S

。如果選用的時(shí)間超出這一范圍，在力值后

面還要注上保持時(shí)間。例如：

600HV30

—表示采用

294.2N

（

30kg

）的試驗(yàn)力，保持時(shí)間

10

～

15S

時(shí)得到的

硬度值為

600

。

600HV30/20

—表示采用

294.2N

（

30kg

）的試驗(yàn)力，保持時(shí)間

20S

時(shí)得到的

硬度值為

600

。

3.3 

維氏硬度試驗(yàn)的分類和試驗(yàn)力選擇

維氏硬度試驗(yàn)按試驗(yàn)力大小的不同，細(xì)分為三種試驗(yàn)，即：維氏硬度試驗(yàn)、

小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)和顯微維氏硬度試驗(yàn)。見(jiàn)表

3-1 

表

3-1

維氏硬度試驗(yàn)的三種方法

試驗(yàn)力范圍

/N  

硬度符號(hào)

試驗(yàn)名稱

F≥49

.03 

≥HV5

維氏硬度試驗(yàn)

1.961≤F<49.03

HV0.2

～

<HV5 

小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)

0.09807≤F<1.961

HV0.01

～

<HV0.2 

顯微維氏硬度試驗(yàn)

維氏硬度試驗(yàn)可選用的試驗(yàn)力值很多，見(jiàn)表

3-2

。

表

3-2

推薦的維氏硬度試驗(yàn)力

維氏硬度試驗(yàn)

小負(fù)荷維氏試驗(yàn)試驗(yàn)

顯微維氏硬度試驗(yàn)

硬度符號(hào)

試驗(yàn)力

/N 

硬度符號(hào)

試驗(yàn)力

/N 

硬度符號(hào)

試驗(yàn)力

/N 

HV5 

49.03 

HV0.2 

1.961 

HV0.01 

0.09807 

HV10 

98.07 

HV0.3 

2.942 

HV0.015 

0.1471 

HV20 

196.1 

HV0.5 

4.903 

HV0.02 

0.1961 

HV30 

294.2 

HV1 

9.807 

HV0.025 

0.2452 

HV50 

490.3 

HV2 

19.61 

HV0.05 

0.4903 

HV100 

980.7 

HV3 

29.42 

HV0.1 

0.9807 

注：

1.

維氏硬度試驗(yàn)可使用大于

980.7N

的試驗(yàn)力；

2.

顯微維氏試驗(yàn)力為推薦值。

試驗(yàn)力的選擇要根據(jù)試樣種類、

試樣厚度和預(yù)期的硬度范圍而定。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，

試樣或試驗(yàn)層的厚度至少為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的

1.5

倍。

試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)

可見(jiàn)的變形痕跡。

維氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

維氏硬度試驗(yàn)的壓痕是正方形，輕廓清晰，對(duì)角線測(cè)量準(zhǔn)確，因此，維氏硬

度試驗(yàn)是常用硬度試驗(yàn)方法中精度*高的，

同時(shí)它的重復(fù)性也很好，

這一點(diǎn)比布

氏

硬度計(jì)

優(yōu)越。

維氏硬度試驗(yàn)測(cè)量范圍寬廣，

可以測(cè)量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材

料，從很軟的材料（幾個(gè)維氏硬度單位）到很硬的材料（

3000

個(gè)維氏硬度單位）

都可測(cè)量。

維氏硬度試驗(yàn)*大的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度值與試驗(yàn)力的大小無(wú)關(guān)，

只要是硬度均

勻的材料，

可以任意選擇試驗(yàn)力，

其硬度值不變。

這就相當(dāng)于在一個(gè)很寬廣的硬

度范圍內(nèi)具有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)尺。這一點(diǎn)又比洛氏硬度試驗(yàn)來(lái)得優(yōu)越。

在中、

低硬度值范圍內(nèi)，

在同一均勻材料上，

維氏硬度試驗(yàn)和布氏硬度試驗(yàn)

結(jié)果會(huì)得到近似的硬度值。例如，當(dāng)硬度值為

400

以下時(shí)，HV≈HB，如圖

3-2

所示。

維氏硬度試驗(yàn)的試驗(yàn)力可以小到

10gF

，壓痕非常小，特別適合測(cè)試薄小材

料。

維氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)

維氏硬度試驗(yàn)效率低，

要求較高的試驗(yàn)技術(shù)，

對(duì)于試樣表面的光潔度要求較

高，通常需要制作專門(mén)的試樣，操作麻煩費(fèi)時(shí)，通常只在實(shí)驗(yàn)室中使用。

維氏

硬度計(jì)

的應(yīng)用

維氏硬度試驗(yàn)主要用于材料研究和科學(xué)試驗(yàn)方面小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)主要

用于測(cè)試小型精密零件的硬度，

表面硬化層硬度和有效硬化層深度，

鍍層的表面

硬度，薄片材料和細(xì)線材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于試

驗(yàn)力很小，

壓痕也很小，

試樣外觀和使用性能都可以不受影響。

顯微維氏硬氏試

驗(yàn)主

要用于金屬學(xué)和金相學(xué)研究。用于測(cè)定金屬組織中各組成相的硬度，用于

研究難熔化合物脆性等。

顯微維氏硬度試驗(yàn)還用于極小或極薄零件的測(cè)試，

零件

厚度可薄至

３

μ

m

。