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强度计算.基本概念：硬度：5.维氏硬度测试技术

1维氏硬度测试原理

1.1维氏硬度测试的历史背景

维氏硬度测试技术起源于20世纪初，由英国工程师RobertL.Smith和

GeorgeE.Sandland于1921年开发。这项测试方法最初是为了克服布氏硬度测

试和洛氏硬度测试的局限性，特别是对于薄材料和小零件的硬度测量。维氏硬

度测试因其精确性和适用性广泛而迅速在工业界得到应用，成为评估材料硬度

的重要标准之一。

1.2维氏硬度测试的定义与特点

1.2.1定义

维氏硬度测试是一种压痕硬度测试方法，通过将一个正四棱锥形的金刚石

压头（顶角为136度）在一定载荷下压入材料表面，然后测量压痕对角线的长

度来计算硬度值。硬度值（HV）定义为载荷与压痕表面积的比值。

1.2.2特点

精确性：维氏硬度测试可以提供非常精确的硬度值，适用于各种

硬度范围的材料。

适用性：该测试方法适用于薄材料、小零件以及表面硬化层的硬

度测量，甚至可以用于测量非常硬的材料，如陶瓷和硬质合金。

压痕形状：压痕为正方形，便于测量对角线长度，从而计算出压

痕面积。

载荷可调：维氏硬度测试的载荷可以从很小（如0.01kgf）到很大

（如100kgf），这使得它能够适应不同材料和不同厚度的测试需求。

1.2.3测试过程

1.选择载荷：根据材料的硬度和厚度选择合适的载荷。

2.压头定位：将金刚石压头定位在材料表面的测试点上。

3.加载：在选定的载荷下，压头压入材料表面，保持一定时间（通

常为10-15秒）。

4.测量压痕：移除载荷后，测量压痕对角线的长度。

5.计算硬度值：使用公式计算硬度值，公式为：

1.8544×

=

1

，其中是载荷（以kgf为单位），是对角线长度（以mm为单

位）。

1.2.4示例计算

假设我们对一块材料进行维氏硬度测试，使用载荷为1kgf，测量到的压痕

对角线长度为0.1mm。

#维氏硬度计算示例

F=1#载荷，单位：kgf

d=0.1#压痕对角线长度，单位：mm

#计算压痕面积

A=d**2

#计算维氏硬度值

HV=1.8544*F/A

print(f维氏硬度值为：{HV:.2f}HV)

这段代码首先定义了载荷和压痕对角线长度，然后计算压痕面积，最

后使用公式计算维氏硬度值。在这个例子中，维氏硬度值为185.44HV。

1.2.5注意事项

压痕位置：确保压痕不在材料的边缘或有缺陷的区域，以避免影

响测试结果的准确性。

载荷选择：选择适当的载荷，避免压痕过小或过大，影响测量的

精确性。

测量精度：使用高精度的测量工具，确保对角线长度的测量准确

无误。

通过上述内容，我们深入了解了维氏硬度测试的原理、特点以及测试过程，

这对于正确应用该测试方法，准确评估材料硬度具有重要意义。

2强度计算-基本概念：硬度-5.维氏硬度测试技术

2.1维氏硬度测试设备与操作

2.1.1测试设备的组成与功能

维氏硬度测试是一种广泛应用于金属材料硬度测量的方法，其设备主要由

以下几部分组成：

1.加载装置：用于施加预定的载荷到测试样品上，载荷大小可调，

通常包括1kgf、5kgf、10kgf、30kgf、50