航空材料力学性能试验解析

1.试验原理

测定维氏硬度时，以一定的试验力将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度（见图6-5），查表或计算[见式（6-10）]得到维氏硬度值。

图6-5 维氏硬度试验原理

维氏硬度值与试验力除以压痕表面积的商成正比，压痕被视为具有正方形基面并与压头角度相同的理想形状。

式中 F——试验力（N）；

d——两压痕对角线长度d₁和d₂的算术平均值（mm）。(www.xing528.com)

2.维氏硬度试验特点

采用正四棱锥体作为压头，在各种力值作用下所得的压痕几何相似，其压入角不变，因此力值可任意选择，这是维氏硬度试验最主要的特点，也是最大的优点。

锥面夹角之所以采用136°，是为了所测数据与布氏硬度值能得到最好的配合，因为一般布氏硬度试验时，压痕直径多半为0.25D～0.5D，当

时，通过此压痕直径作球体的切线，切线的夹角正好等于136°，所以通过维氏硬度试验所得的硬度值和通过布氏硬度试验所得的硬度值基本相等，这是维氏硬度的第二个特点。此外，采用正四棱锥体压头后，压痕为一具有清晰轮廓的正方形，在测量对角线长度d时误差小，这点比用布氏硬度试验测量压痕直径d要方便得多，另外，金刚石压头可适用于试验任何金属材料。

3.维氏硬度的表示方法

维氏硬度的表示方法与布氏硬度相同，维氏硬度用HV表示，符号之前为维氏硬度值，符号之后按如下顺序排列：例如，640HV30/20，HV前面的数字为硬度值，后面的数字依次为试验力（单位为kgf）和试验力保持时间（单位为s）。