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維氏硬度計通過測量材料表麵壓痕對角線長度來計算硬度值,其核心公式為:
HV = 0.1891 × F / d²
其中,HV為(wéi)維氏硬(yìng)度值,F為試驗力(lì)(單位:kgf),d為壓(yā)痕兩對角線長度的算術平均值(單(dān)位:mm)。
計算步驟(zhòu)詳解:
試驗力施加:
使用正四棱錐形金剛石壓頭,在選定試驗力(如5kgf、10kgf等)作用下,壓頭以136°夾角壓入材料表麵,保(bǎo)持規定時間後卸除試驗力,形成四方錐形壓痕。
壓痕對角線測量(liàng):
通過顯微鏡測(cè)量壓痕兩條對角線的長度d₁和d₂,取其算術(shù)平(píng)均值d = (d₁ + d₂) / 2。例(lì)如(rú),若d₁=0.2mm,d₂=0.22mm,則d=0.21mm。
代入公式計算:
將試(shì)驗力F和平均對角線長度d代入公式。例如,當F=10kgf,d=0.21mm時:
HV = 0.1891 × 10 / (0.21)² ≈ 430
即維氏硬度值為430HV。
關鍵注意(yì)事項:
單位統一:維氏硬度計試(shì)驗力需以kgf為單位,若使用牛頓(N),需通過換算係數(1kgf≈9.80665N)轉換。
壓痕清晰度:壓痕輪廓需清晰,對角線測量誤差應控製在(zài)±0.5%以內,否(fǒu)則需重(chóng)新測試(shì)。
試驗(yàn)力(lì)選擇:根(gēn)據材料硬度範圍選擇試驗力。軟(ruǎn)材料(如純鋁)需用(yòng)小力(lì)(如1kgf),硬(yìng)材料(如淬火鋼)可用大力(如30kgf)。
實際應用簡化:
部分維氏(shì)硬度計內置自動計算功能,可直接顯示硬度值;或通過查(chá)表法(fǎ),根據d值直(zhí)接對應硬度值,提高測試效率。