維氏硬度試驗
維氏硬度試驗（英語：Vickers hardness test），是壓入硬度試驗之一種，其測量值用HV表示。
維氏硬度試驗最初於20世紀20年代初被提出，比起其他硬度試驗其優點有：硬度值與壓頭大小、負荷值無關；無需根據材料軟硬變換壓頭；正方形的壓痕輪廓邊緣清晰，便於測量。維氏硬度被應用於所有金屬，並是應用最廣泛的硬度標準之一。
只要被測材料質地均勻，維氏硬度試驗可以用低負荷和小壓痕得到可靠的硬度值，這樣能減少材料破壞，或用於薄小的試驗材料。這一點上維氏硬度要優於布氏硬度。
另外，在硬度不高（硬度值400以下）的同一均勻材料上，維氏和布氏硬度試驗得出的數值近似。
測量方法[編輯]
維氏硬度試驗使用正四稜錐形的金剛石壓頭，其相對面夾角為136°。由於其硬度極高，金剛石壓頭可以用於壓入幾乎所有材料，而且稜錐的形狀使得壓痕和壓頭本身的大小無關。將壓頭用一定的負荷（試驗力）壓入被測材料表面。保持負荷一定時間後，卸除負荷，測量材料表面的方形壓痕之對角線長度。對相互垂直的二對角線長度（l1和l2）取其算術平均值。
維氏硬度值的計算公式為：
- F = 負荷（牛頓力）
- S = 壓痕表面積（平方毫米）
- α = 壓頭相對面夾角=136°
- d = 平均壓痕對角線長度（毫米）
- g = 標準重力加速度（9.80665 m/s2）
![{\displaystyle {\mbox{HV}}={\frac {F}{Sg}}={\frac {2F\sin({\frac {136^{\circ }}{2}})}{gd^{2}}}\approx 0.1891{\frac {F}{d^{2}}}\quad [{\textrm {N/mm}}^{2}]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3b7162f7b117ad9451c85ff333994c076a15a17b)
報告維氏硬度值的標準格式為xHVy。例如440HV30中，440是維氏硬度值，30指的是測量所用的負荷值(單位: 牛頓, N) 與標準重力加速度的比值，其 (單位: 牛頓, N） 。
實驗對比：冷拉HPB235級鋼筋強度降低，冷拉熱軋帯肋鋼筋強度較高。而且冷拉鋼的塑性，韌性比普通鋼的差，易發生脆斷。屈服強度有所降低，272的應該是冷軋鋼，因為抗拉越強維式硬度越大一樣。
常見材料的維氏硬度[編輯]
來自Smithells Metals Reference Book[1]
標準[編輯]
- 國際標準：
- ISO 6507-1:2005 Ed. 3 Vickers hardness test Part 1: Test method
- ISO 6507-2:2005 Ed. 3 Vickers hardness test Part 2: Verification and calibration of testing machines
- ISO 6507-3:2005 Ed. 3 Vickers hardness test Part 3: Calibration of reference blocks
- ISO 6507-4:2005 Ed. 1 Vickers hardness test Part 4: Tables of hardness values
- GB/T4340.1-1999 金屬維氏硬度第1部分：試驗方法
- GB/T4340.2-1999 金屬維氏硬度第2部分：硬度計的檢驗
- GB/T4340.3-1999 金屬維氏硬度第3部分：標準硬度塊的標定
參考文獻[編輯]
- ^ Smithells Metals Reference Book, 8th Edition, chptr. 23
- 楊輝其，宋秉煒，李芷娟 全自動維氏硬度基準的研製，《現代計量測試》1998年第5期，7-13頁。