显微硬度的测定

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。

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 ）。

HV-1000型显微硬度计的操作规程1.打开电源开关，指示灯及光源灯亮。

2.转动物镜、压头转换手柄，使40x物镜处于主体前方位置。

（光学系统总放大倍数为400x，处于测量状态。

）3.将标准试块或试样安放在试台上，转动旋轮使试台上升，眼睛接近测微目镜观察。

当试样或试块离物镜下端2~3mm时，在目镜的视场中心出现明亮光斑，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或试样表面的清晰成像。

这时聚焦过程完成。

4.如果在目镜中观察到的成像呈模糊状或一半清晰一半模糊，则说明光源中心偏离系统光路中心，需调节灯泡的中心位置。

如果视场太暗或太亮可通过操作面板上的软键调节光源强弱。

5.如果想观察试块或试样上的较大视场范围，可将物镜压头转换手柄逆时针转至主体前方，此时，光学系统总放大倍率为100x，处于观察状态。

注：当转换10x和40x物镜时聚焦面有微量变化，可微调升降丝杆，聚焦时建议在40x物镜下进行。

6.将转换手柄逆时针转动，使压头主轴处于主体前方，此时压头顶尖与聚焦好的平面之间间隙约为0.4~0.5mm。

当测量不规则的试样时，要小心，防止压头碰及试样，损坏压头。

7.转动试验力变换手轮，使试验力符合选择要求。

旋转试验力变换手轮时，应小心缓慢地进行，防止过快产生冲击。

8.据试验要求在操作面板上键入试验力延时保荷时间，（每键入一次为五秒，“+”为加，“-”为减）9.按下操作面板上的“启动”键，此时加试验力，LED指示灯亮。

10、实验力施加完毕，延时LED亮，数码管显示逆计数时间到，试验力开始卸除，卸试验力LED亮，在LED未灭前，不准转动物镜压头转换手柄，否则会造成仪器损坏。

11.当卸荷试验力指示灯LED灭，显示屏出现设定的时间时方可将转换手柄顺时针转动，使40x物镜处于主体前方。

这时就可在测微目镜中测量对角线长度，根据测量长度查表得到显微维氏或努氏硬度值。

测量显微镜对压痕的计算方法如下：L=n x 1式中：L——压痕对角线长度（μm）n——所测压痕的测微目镜鼓轮格数1——测微目镜鼓轮最小分度值（40x时为0.5μm）例：在9.8N试验力下测量显微维氏压痕平均对角线长度，鼓轮读数为99格：L=99x0.5=49.5（μm）查附表《试验力为0.0098N（lgf）的显微维氏硬度值表》，从表中查得压痕对角线为49.5μm时显微维氏硬度值为0.7568HV则9.8（1000gf）时显微维氏硬度值为：0.7568 x 1000 =756.8 HV12.实验结束后，关闭电源。

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 。

显微硬度的应用特点
显微硬度是通过显微镜观察试样表面上的压痕形态和大小来推断试样
的硬度，常用于材料的硬度测试和材料的质量控制。

其应用特点如下：
1.显微硬度测量精度高：显微硬度测试是通过显微镜对试样表面的压
痕形态和大小进行观察和测量，因此其测量精度比传统硬度测试方法更高。

2.显微硬度测试适用范围广：显微硬度测试方法适用于各种材料的硬
度测试，包括金属、陶瓷、塑料、橡胶等各种材料，且无论是粉末、薄片、块材都可以进行测试。

3.显微硬度测试不影响试样结构：显微硬度测试不会对试样的结构和
性能造成损害，且其测试过程不需要任何特殊机械切割或磨削处理，因此
不会对试样的性质和组成产生任何影响。

4.显微硬度测试快速方便：显微硬度测试不需要在试样上进行任何标记，且测试时间快速，只需要几秒钟即可完成一次测试。

5.显微硬度测试重复性好：显微硬度测试的重复性好，测试结果的误
差较小，是材料质量控制和品质评估的重要方法之一。

总之，显微硬度测试具有精度高、适用范围广、不影响试样结构、快
速方便及重复性好等特点，是目前广泛应用于材料硬度测试和质量控制的
一种重要方法。

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 ）。

显微硬度计操作规程显微硬度计是一种用于测量材料硬度的仪器，主要用于金属材料的表面硬度测量。

为了正确使用显微硬度计，以下是一些操作规程：1. 准备工作：a. 将显微硬度计放置在稳定的工作台上，并保持仪器水平。

b. 检查显微硬度计是否有损坏或脏污。

如果有，需要进行清洁或维修。

c. 准备好测试样品，并确保其表面光滑，无任何杂质或污染。

2. 校准硬度计：a. 打开显微硬度计的电源开关，待仪器预热一段时间。

b. 进行硬度计的刻度校准。

根据硬度计的型号，可以使用标准硬度块或其他校准方法进行校准。

确保仪器的测量准确性。

3. 安装测试样品：a. 将测试样品放置在显微硬度计的工作台上。

可以使用夹具夹持样品，确保稳定性。

b. 调整样品位置，使其处于显微硬度计的试验范围内。

注意避免样品与测量头发生碰撞。

4. 硬度测量：a. 使用显微硬度计的调节钮，调整测量头与样品表面的接触力。

力的大小应根据材料类型和硬度范围来确定。

b. 按下显微硬度计上的测量按钮，使测量头与样品表面接触并施加一定的载荷。

c. 保持测量时间，通常为几秒钟。

d. 释放测量按钮，测量头停止施加载荷，并回到起始位置。

5. 硬度读数：a. 使用显微硬度计上的显微镜观察样品表面的印痕。

b. 使用显微硬度计的目镜和物镜对焦，以确保清晰的视野。

c. 在显微镜上观察硬度印痕的形状和尺寸，并根据显微硬度计的刻度表，读取硬度值。

d. 记录测量结果，并将其与预期硬度进行比较。

6. 后续处理：a. 清理测试样品和显微硬度计，以防止杂质的影响。

b. 根据需要进行更多的测试，并对不同区域进行硬度测量。

总结：显微硬度计的操作规程包括准备工作、校准硬度计、安装测试样品、硬度测量、硬度读数和后续处理。

正确使用显微硬度计，可以获得准确的硬度测量结果，以评估材料的硬度性质。

维氏显微硬度
维氏显微硬度是用于测量材料硬度的一种方法。

它是由德国科学家维氏（Friedrich Mohs）于1812年提出的。

维氏显微硬度是通过将一个材料与一系列已知硬度的矿物进行比较来确定其硬度等级的。

维氏硬度等级从1到10，由较软
的矿物（如石膏）到较硬的矿物（如金刚石）依次增加。

在维氏显微硬度测试中，一个小小的矿石块（通常是不透明的）被用作试样。

然后，一块已知硬度的矿物（比如指甲刀上的硬度为5的石灰石）被用来尝试划过试样。

如果试样被划伤，则其硬度等级低于所使用的矿物；如果试样未被划伤，则其硬度等级高于所使用的矿物。

维氏显微硬度的优点是简单易行，仅需一块较硬的矿物即可进行测试。

然而，它也有一些限制，如无法测量较软的材料（低于硬度等级1的材料）以及无法提供定量的硬度数值。

维氏显微硬度方法经过多年的使用，已成为一种广泛应用的测试方法，尤其在矿物学、地质学和材料科学领域。

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。

显微硬度试验测量注意事项显微硬度试验是一种常用的材料性能测试方法，能够通过测量材料在一定压力下的微观变形来评估其硬度。

在进行显微硬度试验时，需要注意以下几个方面。

1. 试样的准备：试样的制备对于显微硬度测试至关重要。

试样应该具有光洁的表面，并且需要保证试样之间的几何尺寸一致。

试样的表面应该去除氧化膜、油脂等污染物，可以使用酸洗、研磨、抛光等方法进行准备。

2. 试验载荷的选择：试验载荷应该根据试样的硬度范围进行选择。

如果试样较硬，应该选择较大的载荷；如果试样较软，则应选择较小的载荷。

选择合适的载荷可以保证试样微观变形的准确测量，同时避免试样过度变形或损坏。

3. 试验时间的控制：试验时间应该根据试样的硬度来决定。

一般来说，比较硬的材料需要较长的试验时间，而比较软的材料则需要较短的试验时间。

试验时间的选择应该在保证试验结果准确的同时，尽量缩短试验时间，提高工作效率。

4. 试验环境的控制：试验环境的温度和湿度也会对试验结果产生影响。

试验应该在恒定的温度和湿度条件下进行，以避免环境因素对试验结果的影响。

同时，在试验过程中要注意避免试样与空气接触时间过长，以防止氧化腐蚀对试样表面的影响。

5. 试验显微镜的调节：试验显微镜的调节也是保证试验精度的关键。

在进行试验前，需要仔细调节显微镜的焦距、亮度等参数，以获得清晰的试验图像。

同时，在试验过程中，还需要不断调节显微镜的焦距和位置，以确保试验时观察到的变形图像清晰可见。

6. 试验结果的记录与分析：试验过程中应该准确记录试验参数、载荷和试样的显微变形图像等信息。

试验完成后，可以通过测量变形图像的尺寸，计算出试样的显微硬度值。

同时，还可以对试验结果进行统计分析，比较不同试样之间的硬度差异，并进行相关性分析。

总之，显微硬度试验是一种重要的材料性能测试方法，在进行试验时需要注意试样的准备、试验载荷的选择、试验时间的控制、试验环境的调节、试验显微镜的调节以及试验结果的记录和分析。

显微硬度的原理
显微硬度是一种测量材料硬度的方法。

其原理基于压痕的观察和测量，通过对压痕的尺寸进行测量，进而得到材料的硬度值。

显微硬度测试通常使用金刚石或硬质合金的压头，通过在材料表面施加一定载荷，使之产生一个显微尺寸的压痕。

然后使用显微镜对压痕进行观察和测量。

在观察压痕时，需要测量压痕的两个主要参数：压痕的长轴和短轴的尺寸。

这些尺寸可以通过显微镜的放大倍数和一个标准尺度来测量。

常用的测量参数包括压痕的长度、宽度和压痕中心到材料表面的深度。

根据这些测量参数，可以使用不同的硬度计算公式来计算材料的硬度值。

其中最常用的是维氏硬度和布氏硬度。

维氏硬度是通过测量压痕的对角线长度来计算的。

布氏硬度则是通过测量压痕的直径来计算的。

这些硬度值可以使用标准硬度转换表将其转换成其他硬度单位，例如洛氏硬度或洛氏硬度等。

显微硬度测试可以在不同的载荷下进行，以获得材料在不同载荷下的硬度值。

此外，还可以通过在材料表面进行多次测试，以获得更准确的平均硬度值。

总体而言，显微硬度测试通过测量压痕的尺寸来间接评估材料的硬度。

通过合适的硬度计算公式和标准硬度转换表，可以将
测量得到的压痕尺寸转化为标准硬度单位，从而得到准确的材料硬度值。