维氏硬度试验方法及其应用分析
摘要：本文主要讲了维氏硬度实验的方法及其应用，介绍了HV-120型维氏硬度计，通过计算了解维氏硬度试验原理。在现实中，我们用布氏硬度、洛氏硬度经常会把薄壁类零件打穿，把氮化类零件的渗氮层打穿。为此我做了大量试验来证明为什么不能用布氏硬度、洛氏硬度来检测这两类零件。因为只有维氏硬度计可以使用小负荷加载，让我们清晰的看见试验压痕而不破坏试样，从而更加准确的测量出这类零件的维氏硬度值。温度、负荷速度、负荷时间对维氏硬度值有较大的影响，温度越高，硬度值误差越大。维氏硬度测量结果的不确定度与维氏硬度计相关参数和试验方法相关参数有很大关系。
关键词：维氏硬度；试验方法；不确定度；应用
Abstract：This paper mainly introduces the method and application of Vickers hardness test, introduces HV-120 Vickers hardness tester, and calculates the principle of Vickers hardness test. In reality, we often use Brinell hardness and Rockwell hardness to break through thin-walled parts and nitriding layer of nitriding parts. For this reason, I have done a lot of experiments to prove why we can not use Brinell hardness and Rockwell hardness to test these two kinds of parts. Because only Vickers hardness tester can use small load loading, so that we can clearly see the test indentation without destroying the sample, thus measuring the Vickers hardness of such parts more accurately. Temperature, load speed and load time have great influence on Vickers hardness value. The higher the temperature, the greater the error of Vickers hardness value. The uncertainty of Vickers hardness measurement results is closely related to the related parameters of Vickers hardness tester and test methods.
Key word:Vickers hardness; test method; uncertainty; application
目录
一、前言 8
二、维氏硬度试验机 8
2.1维氏硬度试验机的分类 8
2.2维氏硬度试验机具体介绍 9
2.3 HV-120维氏硬度计的结构 9
2.4 HV-120 维氏硬度计的使用 13
三、维氏硬度试验方法 14
3.1维氏硬度实验原理 14
3.3维氏硬度计算 15
3.4维氏硬度实验 16
3.5几种因素对维氏硬度值的影响 17
3.5.1负荷的影响 17
3.5.2金刚石压头两相对面间的夹角的影响 17
3.5.3金刚石压头横刃的影响 17
3.5.4计量误差的影响 18
3.5.5温度对维氏硬度的影响 19
3.5.6负荷保持时间的长短对维氏硬度值的影响 19
3.5.7负荷速度的快慢对维氏硬度值的影响 19
四、维氏硬度实验应用分析 20
4.1薄壁零件（铍青铜条、带材）硬度的检测方法及应用分析 20
4.1.1铍青铜挡圈的布氏硬度实验 21
4.1.2铍青铜挡圈的洛氏硬度试验 22
4.1.3铍青铜挡圈的维氏硬度实验 23
4.1.4三种硬度实验对比结论 23
4.2氮化零件硬度的检测方法及其应用分析 23
4.2.1渗氮层深度硬度检测方法 24
4.2.2表面硬度检测方法 25
4.2.3渗氮层脆性检验 26
4.2.4 40Cr的布氏硬度实验 28
4.2.5 40Cr的洛氏硬度实验 29
4.2.6 40Cr的维氏硬度实验 29
4.2.7三种硬度实验对比结论 30
五、金属维氏硬度实验测量结果不确定评定 30
5.1被测对象 30
5.2环境条件 31
5.3测量基准 31
5.4测量过程 31
5.5数学建模 31
5.6输入量的标准不确定评定 32
5.6.1输入量A类不确定度的评定 32
5.6.2输入量B类不确定的评定 33
5.7合成标准不确定的评定 34
5.7.1灵敏系统 34
5.7.2合成标准不确定计算 34
5.8扩展不确定的评定 35
5.9结果 35
六、结论 35
参考文献 36
小结 36
一、选题简介、意义
金属的硬度是金属材料力学性能重要指标之一。通常称抵抗永久压痕的能力为金属的硬度。检测的设备比较简便，数据易得，具有代表性。由于维氏硬度试验机多种多样，我们对HV-120型维氏硬度试验机的使用方法做出简介。对维氏硬度试验方法是如何进行的，其对薄壁零件、氮化处理零件的硬度检测方法及其对策是如何做出解释。温度、负荷保持时间、负荷速度等对于维氏硬度值的影响。硬度计的参数以及试验参数对维氏硬度值不确定度的影响。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
课题研究：
维氏硬度是指用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷F作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为金属的维氏硬度值，用符号HV表示。是
维氏硬度试验方法及其应用分析的研究课题。
研究内容：
1．维氏硬度计的分类
2．维氏硬度计的构造，使用
3．维氏硬度的试验方法
4．维氏硬度对薄壁零件、淡化处理零件的处理方法及应用分析
5．金属维氏硬度试验测量结果不确定度评定
要解决的问题：
1．各种因素对维氏硬度测试结果影响
2．薄壁零件及氮化零件是如何进行维氏硬度测量的
3．维氏硬度测量结果不确定评定
方法及措施：
1．请教老师
2．查阅图书馆资料及网络资料
3．进行市场调研
4．进厂家调研
预期目标：
通过维氏硬度试验说明其对薄壁零件、氮化零件的试验方法，解决为什么对这两种零件要使用维氏硬度计测量。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
1.前言
2.维氏硬度试验机的分类，构造，使用，维护。
3.维氏硬度的试验方法
4.维氏硬度对薄壁零件、氮化处理零件的测量方法及应用
5.金属维氏硬度试验测量结果不确定评定
结论
和布氏硬度、洛氏硬度一样维氏硬度也是用来测量试样硬度的一种方法，主要是测量压痕两对角线计算得出维氏硬度值。遇到薄壁类零件，渗氮类零件应该使用维氏硬度进行测量。如果用布氏硬度和洛氏硬度来测量容易把试样或试样的渗氮层打穿，试样背面易出现变形，无法精准测量试样的硬度值，而维氏硬度可以使用小负荷加载，这样可以完整清晰的看到压痕而又不破坏试样，从而得到准确的硬度值。温度、负荷速度、负荷保持时间对维氏硬度值有较大的影响，温度越高，硬度值误差越大。维氏硬度测量结果的不确定度与维氏硬度计相关参数和试验方法相关参数有很大关系。
主要参考文献
[1] 计量测试技术手册编辑委员会.计量测试技术手册 第5卷 力学（二）【M】.中国计量出版社.1997.04
[2]周兆丰.测力硬度计量简明手册【M】.兵器工业部二九六区域力学计量站，北京.国防工业出版社.1987.08
[3]韩德伟.金属硬度检测技术手册【M】.中南大学出版社.2003.06
[4]李久林.金属硬度试验方法国家标准（HB、HV、HR、HL、HK、HS）实施指南【M】.中国标准出版社.2004.08
[5]邓星临、梁新邦.中国金属学会推荐技术和方法【M】.中国标准出版社.2006.09
