顯微硬度計使用方法

『壹』 維氏硬度計的維氏硬度計

維氏硬度試驗主要用於材料研究和科學試驗方面小負荷維氏硬度試驗主要用於測試小型精密零件的硬度，表面硬化層硬度和有效硬化層深度，鍍層的表面硬度，薄片材料和細線材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由於試驗力很小，壓痕也很小，試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗主要用於金屬學和金相學研究。用於測定金屬組織中各組成相的硬度，用於研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗還用於極小或極薄零件的測試，零件厚度可薄至3μm。
廣泛應用於測定微小、薄形試件、表面滲鍍層等試件的顯微硬度和測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬的材料的努氏硬度，是科研機構、工廠及質監部門進行材料研究和檢測的理想硬度測試儀器。適用范圍：熱處理、碳化、淬火硬化層，表面覆層，鋼，有色金屬和微小及薄形零件等。配備努氏壓頭後能測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬材料的努氏硬度。 維氏硬度計以49.03～980.7N的負荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規定時間後，用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。它適用於較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度，試驗負荷﹤1.949.03N，它適用於較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負荷﹤1.961N，適用於金屬箔、極薄表面層的硬度測定。
試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計算公式：HV = 常數×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………式中：HV ――― 維氏硬度符號；F ――― 試驗力（單位N）；d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術平均值（單位mm）。實用中是根據對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家標准規定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm。見上面維氏硬度計試驗原理圖示。 1、從力值上分：
一、顯微硬度計：指施加力值小於2公斤的維氏硬度計，（比如：MC010-HV-1000）；
二、維氏硬度計：指施加力值大於2公斤而小於120公斤的維氏硬度計，（比如：MC010-HVS-50）；
2、從力值施加方式上分：
一、砝碼載入的維氏硬度計：比如MC010-HVST-30Z；
二、電子載入的維氏硬度計：比如MC010-HVSD-50Z；
3、從測試顯示方式上分：
一、普通維氏硬度計：比如MC010-HV-5；
二、數顯維氏硬度計：比如MC010-HVS-20；
三、自動轉塔維氏硬度計：比如MC010-HV-30Z；
四、數顯自動轉塔維氏硬度計：比如MC010-HVS-5Z；
五、全功能維氏硬度計：比如MC010-HVST-50Z；
六、維氏硬度測量分析系統：比如HMAS測量控制系統
4、從力值檔位上分：
一、五檔力維氏硬度計，比如：MC010-HV-10Z
二、八檔力維氏硬度計，比如：JSJTC-2010-50 維氏硬度計表示為HV，維氏硬度符號HV前面的數值為硬度值，後面為試驗力值。常見的有HV5,HV10，HV20，HV30，HV50和HV100標準的試驗保持時間為10～15S。但對於有色金屬則不能小於30秒，如果選用的時間超出這一范圍，在力值後面還要註上保持時間。例如：
300HV30—表示採用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間10～15S時得到的硬度值為300。
450HV30/25—表示採用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間25S時得到的硬度值為450。 1、優點：
維氏硬度計用於較薄的維氏硬度值測量。採用正四棱錐體金剛石壓頭，在試驗力作用下壓入試樣表面，保持規定時間後，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長度。維氏硬度計試驗的壓痕是正方形，輪廓清晰，對角線測量准確，因此維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度最高的，同時它的重復性也很好，這一點比布氏硬度計優越。
維氏硬度計試驗測量范圍寬廣，從很軟的材料（幾個維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個維氏硬度單位）都可測量。
維氏硬度計試驗最大的優點在於其硬度值與試驗力的大小無關，只要是硬度均勻的材料，可以任意選擇試驗力，其硬度值不變。這就相當於在一個很寬廣的硬度范圍內具有一個統一的標尺。這一點又比洛氏硬度試驗來得優越。
在中、低硬度值范圍內，在同一均勻材料上，維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結果會得到近似的硬度值。維氏硬度計試驗的試驗力可以小到10gF，壓痕非常小，特別適合測試薄小材料。
2、缺點
維氏硬度計試驗效率低，要求較高的試驗技術，對於試樣表面的光潔度要求較高，通常需要製作專門的試樣，操作麻煩費時，通常只在實驗室中使用。 維氏硬度計是採用精密機械技術、光電技術、圖形圖像處理技術和材料硬度分析軟體的新型維氏和努普硬度測試儀器。電腦全功能維氏硬度計外觀新穎，採用微機控制,通過軟體鍵輸入，能調節測量光源強弱，預置試驗力保持時間、維氏和努氏試驗方法切換、文件號與儲存等。在軟鍵面板上的LCD大顯示屏能顯示試驗方式、試驗力、壓痕測量長度、硬度值、試驗力保持時間、測量次數並能鍵入年、月、日，試驗結果可通過微型列印機輸出，也可通過RS232介面與計算機連網。通過面板輸入測量壓痕對角線長度、屏幕直接讀出硬度值，簡便了查表的繁瑣。電腦全功能維氏硬度計採用獨特的壓痕測量轉換和測微目鏡一次測量讀數機構。使用方便，測量精度高。電腦全功能維氏硬度計配置的自動轉塔結構讓測量過程更加自動化，測量速度和效率更加快捷方便.電腦全功能維氏硬度計能對所測壓痕和材料金相組織進行拍攝,數據分析以及讀取，使測量過程更加方便快捷。
例如：30公斤維氏硬度計
技術參數:1、試驗力:2Kgf、5Kgf、8Kgf、10Kgf、12Kgf、15Kgf、20Kgf、30Kgf
2、硬度符號:HV2、HV5、HV8、HV10、HV12、HV15、HV20、HV303、試驗力施加方法:自動加卸試驗力4、測量顯微鏡放大倍率:100X5、試驗力保荷時間:0～60s(1格為1秒,任意設定)6、最小檢測單位:1μm7、試件最大高度:150mm8、壓頭中心到機壁最大距離:130mm9、主機重量:約38Kg10、電源:AC220V/50Hz11、外形尺寸(長×寬×高):452×200×620mm
標准附件:1、主機(包括自動轉塔結構)2、圖像處理系統:1套3、砝碼:3隻4、大、中、「V」試台:各1隻5、水平調節螺釘:4隻6、10×測微目鏡:1隻7、10×物鏡:1隻8、維氏硬度塊:各1塊(高、中各一塊)9、維氏壓頭:1隻10、備用保險絲:2隻(1A)11、電源線:1根12、產品合格證:1份13、產品保修卡:1份14、產品使用說明書:1份

『貳』 hvs-1000型數顯顯微硬度計 使用方法

HVS-1000型數顯顯微硬度計簡介

HVS-1000型數顯顯微硬度計是光、機、電一體化的高新技術產品。該儀器造型新穎、美觀，是普及型顯微硬度計的升級換代產品。該機採用計算機軟體編程，高倍率光學測量系統，光電感測等技術。通過軟鍵輸入，能調節測量光源強弱，預置試驗力保持時間、維、努氏試驗方法切換。在軟鍵面板上的LCD顯示屏能顯示試驗方式、試驗力、測量壓痕長度、硬度值、試驗力保持時間、測量次數並能鍵入年、月、日期，試驗結果通過列印機輸出。

硬度計還配有攝影裝置，能對所測壓痕和材料金相組織進行拍攝。適用於測定微小、薄形試件，表面滲鍍層等試件的顯微硬度和測定玻璃、陶瓷等脆性材料的顯微硬度。

2）主要技術參數

試驗力：0.098, 0.246, 0.49, 0.98, 1.96, 2.94, 4.90, 9.80N

試驗力施加方式: 自動加卸試驗力

測量顯微鏡放大倍率: 100X(觀察時), 400X(測量時)

試驗力保持時間: 5～60s(每5秒為一單位，任意鍵入)

測微壓痕最小解析度: 0.025μ

試件最大高度: 65mm 最大寬度: 85mm

3) 硬度計的使用

(1) 轉動試驗力變換手輪，使試驗力符合選擇要求。旋轉試驗力變換手輪時，應小心緩慢地進行，防止過快產生沖擊。

(2) 打開電源開關(22),指示燈(21)及光源燈(10)亮。LCD屏上顯示此時試驗力變換手輪所指示的試驗力，並顯示94年8月8日初始化日期。

(3) 這時游標在94年下顯示，按下[TIME+]或[TIME-]鍵,可遞增或遞減，每按一次遞增或遞減5個數字。年份選擇後，按下[SPECI]鍵選擇月份，這時游標在8月下顯示，數次按下[TIME+]或[TIME-]鍵選擇月份.再按下[SPECI]，這時游標在8日下顯示，如上所述選擇日期。當測試結果輸出列印時，相應打出所鍵入的年月日期。如不需列印日期時，可連按三次[SPECI]鍵。

(4) 日期鍵入咐碰畢後，LCD屏上顯示D1、D2、HV、N等字母，即表示儀器己進入工作狀態。

(5) 轉動物鏡、壓頭轉換手柄(16)，使40X物鏡(18)處於主體前方位置。(光學系統總放大倍率為400×，處於測量狀態。)

(6) 將標准試塊或試樣安放在試台上，轉動旋輪(20)使試台上升。眼睛接近測微目鏡觀察。當試樣離物鏡下端2～3mm時，在目鏡的視場中心出現明亮光斑，說明聚焦面即將來到，此時應緩慢微量上升，直至在目鏡中觀察到試塊或試樣表面的清晰成像，這時聚焦過程完成。

(7) 如果在目鏡中觀察到的成像呈模糊狀或一半清晰一半模糊，則說明光源中心偏離系統光路中心，需調節燈泡的中心位置。如果視場太暗或太亮可通過操作面板(6)上的軟鍵調節光源強弱。

(8) 如果想觀察試塊或試樣上的較大視場范圍，可將物鏡壓頭轉換手柄逆時針轉至主體前方，此時，光學系統總放大倍率為100X，處於觀察狀態。當轉換1OX和40X物鏡時聚焦面有微量變化，可微調升降絲桿進行聚焦。

(9) 將轉換手柄逆時針轉動，使壓頭主軸處於主體前方，此時壓頭頂尖(1)與聚焦好的平面之間間隙約為0.4～0.5mm。當測量不規則的試樣時要小心，防止壓頭碰及試樣，損壞壓頭。

(10) 根據試驗要求在操作面板上鍵入試驗力延時保荷時間，每鍵入一次變化為五秒，[十]為加，[－]為減。

(11) 按下操作面板(6)上的[START]鍵，此時加試驗力，[LOADING] LED指示燈亮。

(12) 試驗力保持階段時，延時[DWELL]LED亮，此時LCD屏上T按所選擇時間倒計數，延時時間到，試驗力卸除，卸試驗力(UNLOADING)LED亮。在LED未滅前，不要轉動壓頭測量轉換手柄，衡芹否則會影響壓痕測量精度，甚至損壞儀器。

(13) 將轉換手柄順時針轉動，使40X物鏡處於主體前方。這時就可在測微目鏡中測量對角線長度。

(14) 先將測微目鏡右邊的鼓輪順時針旋轉，使目鏡內觀察到的兩刻線相近移動。當兩刻線邊緣相近時，透光縫隙逐漸減少，當兩刻線間處於無光隙的臨界狀態時，按下[CL]鍵清零。

(15) 轉動左側鼓輪使鼓輪左邊刻線對准壓痕一角，再轉動右側吵拍鼓輪，兩刻線分離，使右側刻線對准壓痕另一角。當刻線對准壓痕對角線無誤時，就按下測微目鏡下方的按鈕輸入，並在顯示屏的D1後顯示。

(16) 當右側鼓輪轉動時，LCD屏上D1後的數字閃爍，表示結果還未輸入，當結果輸入後就不再閃爍，游標轉入D2。按上述要求，再次測定另一對角線長度。此時LCD屏HV硬度值就同時顯示。注: 壓痕會由於樣品的表面粗糙不平或平整度差異或多或少地發生變形，所以測量對角線應在兩個垂直方向上進行，取其算術平均值。( 當進行努氏硬度試驗時，只需測試長對角線長度，HK硬度值就立即顯示。)

(17) 本次測量完成後，才能進行下一次試驗。如果本次測量結果不滿意，可重復進行測量或按[SPECI]、[RESET]復位鍵重新進行試驗。( 此時測微目鏡刻線需重新對零 )

(18) 當LCD屏顯示測量次數N≥1時，可按[SPECI]、[PRI]列印鍵，測試結果從列印機(24)中列印輸出。第一次試驗結果(N=O)不予列印。

(19) 當在目鏡中觀察到壓痕太小或太大影響測量時，需重新選擇試驗力，轉動試驗力變換手輪，使試驗力符合要求，這時應按下[SPECI]和[RESET]鍵，LCD屏就顯示所選試驗力。此時，測微目鏡刻線應重新對零。

『叄』 壓入硬度的測定

根據壓錐（或壓痕）的形狀顯微壓入硬度可分三種：用硬質合金製成的球體測出的硬度稱布氏硬度；用金剛石製成的正方形錐體測出的硬度稱維克硬度；用金剛石製成的菱形錐體測出的硬度稱諾普硬度。礦物學的研究中，通常是測試礦物的維克硬度。測定時，加一定負荷（砝碼），將錐體壓入礦物表面，形成一永久性壓痕。由於壓痕側面積（或深度）與負荷成正比例關系，在負荷固定的情況下，壓痕側面積與礦物硬度成反比例關系。即壓痕側面積越大時，礦物硬度越低，反之，礦物硬度越高。若保持壓痕大小基本不變，則可通過改變負荷來測定。礦物的壓入硬度與負荷和壓痕側面積三者之間的關系式如下：

礦相學

式中：H為壓入硬度（kg/mm²）；P為負荷重量（kg）；S為壓痕側面積（mm²）。

目前國內外用於顯微壓入硬度測定的壓錐，主要是用維克（Vicker）壓錐（圖8-2a），或者用諾普（knoop）壓錐（圖8-2b）。前者測得的硬度用H_V 或VHN表示，後者用H_K或KHN表示。

圖8-2 維克與諾普壓錐及其壓痕形狀

圖8-3 維克壓頭及其壓痕面積展開示意圖

維克壓錐相對斜面間夾角為136°（圖8-2a），壓痕投影呈正方形（圖8-2a），實際壓入面積應以錐體的總側面積S＝4f計算。f為每個三角形壓面的面積，a為正方形壓痕的邊長，即每個三角形壓面的底邊長，h為三角形壓面的高，d為壓痕投影對角線長（圖8-3）。這樣公式（8-1）可以演化為：

礦相學

單位為：千克/平方毫米（kg/mm²），即P以千克（kg）、d用毫米（mm）計算。

諾普壓錐體相對兩面夾角分別為130°和172°30′，壓痕投影為長菱形（圖8-2），其硬度計算公式為：

礦相學

所用符號意義與（8-2）式相應，僅d為長對角線長度。

兩種壓錐相比較，諾普壓錐的壓痕對角線較長，壓痕深度較淺，因此對於測定硬度異向性和厚度較小的礦物有利；維克壓錐的壓痕為正方形，用其測定晶體不同方向的硬度時，較易獲得平均值，數據也較穩定。

一、顯微硬度儀的構造

顯微硬度儀按安裝方式可分兩類：一類是壓錐與物鏡分離式，如蘇式ПMT-3型及我國上海產71型顯微硬度儀；另一類是壓錐與物鏡一體，如聯邦德國產附在ORTHOPLAN型及ORTHOLUⅡPOL-BK型礦相顯微鏡上的自動顯微硬度計。

1.國產71型顯微硬度儀

由測微反光顯微鏡、載物台和負載裝置等部件組成。測微反光顯微鏡在左半部，由測微目鏡、物鏡等組成，用於選擇礦物，確定欲測部位和測量壓痕對角線長度。載物台安裝在可升降的立軸上，可以作上下、左右和前後移動，以便准焦欲測部位和調節壓痕位置等。負載裝置位於右半部，撥動手輪，可變換使用不同重量的砝碼（P）。壓錐為金剛石正方形錐體（維克壓錐），被固定在保護套內。

2.聯邦德國自動顯微硬度計

主要部件為自動負荷選擇器、壓錐、壓頭、微尺目鏡和砝碼等（圖8-4）。

自動顯微硬度計裝在ORTHOLUXⅡPOL-BK型顯微鏡上者如圖8-4 a。其自動負荷選擇器如圖8-4b、c，當選定所需負荷及加壓時間後，調節其上各種旋鈕，可自動控制加壓速度和時間，並以指示燈給出信號。壓錐有維克和諾普兩種，可自由選擇，壓頭可與鏡筒相連（圖8-4d），便於觀察和測試。通過轉動微尺目鏡的旋鈕測量壓痕對角線長度（d）。砝碼有5 g、10 g、25 g、50 g、100 g、200 g、400 g七種，使用前須經標定天平校正，各種砝碼不能組合使用。

二、測量方法

1.國產71型顯微硬度儀的測定方法

將欲測礦物置於物台上，向左推使物台位於顯微鏡下方，轉動物台手柄，使光片准焦，然後調節左右和前後旋鈕，使欲測部位居中。輕推物台向右，使欲測部位恰好位於壓錐下方。旋動壓錐升降旋鈕，徐徐下降，當紅燈明亮時即開始加壓，一定時間後（選定的時間，15 s為宜），綠燈明亮，則加壓結束（紅綠燈交替時間可由旋鈕控制）。提升壓錐卸荷，將物台重新推至左端，在反光顯微鏡下測量壓痕對角線長度。

圖8-4 硬度計示意圖

1—測試負荷的支柱；2—氣泡水準；3—負荷期間指示燈；4—按鈕帽；5—啟動按鈕；6—調節栓；7—斷路按鈕；8—負荷數調整按鈕；9—泵工作期間調節鈕；10—主（轉換）開關；11—主報警燈；12—調平螺旋；13—測尺照明器插口；14—調壓管介面；15—主電纜；16—插座；17—壓頭壓力管的介面；18—觀測物鏡；19—蓋帽（保護罩）；20—金剛石壓錐；21—中心校正螺絲；22—彈性軸；23—壓力管介面

測量時，首先調節顯微鏡視域中心與壓痕中心重合，可扭動物台前後和左右旋鈕，使其重合。然後利用鼓輪移動測微目鏡中的十字絲（圖8-5 十字絲從a移至b）量出壓痕對角線格數，將格數乘以格值（格值由說明書中查出），換算成毫米，然後將給定的P和d值代入公式（8-2），即可求出H_V。

圖8-5 壓痕對角線長度測量示意圖

2.聯邦德國自動顯微硬度計的測定方法

操作程序是先將微尺目鏡裝入鏡筒中，再把物鏡、壓頭和金剛石壓錐一起旋入鏡筒下端鏡頭介面中，調節壓頭中心使之與物鏡視野中心一致。准焦欲測礦物後，即可選擇負荷及加壓時間，再轉動彈性軸，使金剛石錐按箭頭方向轉入光路。開始加壓時紅色控制針指示泵馬達正在運轉；指示燈明亮，同時泵自動關閉。在規定的加壓時間完成後，指示燈熄滅，控制針復原。然後按箭頭方向轉回彈性軸，使觀察物鏡轉入光路。

測量對角線長度時，調節微尺目鏡上的校正螺絲，使目鏡十字絲中心對准壓痕中心。然後轉動物台活動旋鈕，使壓痕對角線一端對准標尺零點（圖8-6a），豎尺讀數為075～100之間，再將另一端下移至075處（圖8-6b），從橫尺上讀出另一讀數為12.5，將兩數相加（75＋12.5＝87.5格）即為壓痕對角線長度。欲求另一對角線長度時，將微尺目鏡向右轉動90°後，重復前法測量。將兩對角線長度相加平均，得出d。根據d和所加負荷P代入公式（8-2），即可求出H_V。若採用諾普壓錐時，測量方法與上相同，測出長對角線長度（圖8-7），代入公式（8-3），即可得出H_K。

圖8-6 維克壓痕對角線長度的測量

圖8-7 諾普壓痕長對角線長度的測量

三、測量注意事項

1.校正硬度值

在使用71型顯微硬度儀測量礦物之前，可用儀器所附的標准塊（多選用石鹽晶體的解理面作標准）進行標定。作法是用5g負荷，用維克壓錐連測4次～6次，若計算其硬度值均在20 kg/mm²～23 kg/mm² 范圍內，則被認為儀器已校正好。此時的壓錐與礦物光面的距離為標准距離。如果所測結果不在20 kg/mm²～23 kg/mm² 之內，則應調節壓錐的高低位置後重測，直至符合要求為止。

2.壓痕與礦物顆粒大小

所測礦物的顆粒不能太小，壓痕對角線長度不應大於被測礦物粒徑的1/4，兩次測試的壓痕間距要超過壓痕對角線長度的三倍以上。壓痕深度要小於被測顆粒厚度的1/10。同一種礦物要測10個以上壓痕。

3.負荷選擇

圖8-8 幾種常見礦物的維克硬度值與負荷的關系

根據硬度理論公式，礦物的硬度與測定時的負荷大小無關，然而在實際測試中卻往往出現誤差。絕大多數礦物隨測試負荷減小而出現硬度值偏大的趨勢（圖8-8）。其原因主要是由於礦物磨光面在拋光過程中產生一非晶質較高硬度薄膜，負荷較小時這一薄膜對礦物硬度的歪曲越明顯。再者壓痕產生後由於彈性復原，造成壓痕對角線收縮，對於可塑性大的礦物和壓痕對角線過小時，將會造成較大誤差。因此對於脆性礦物可適當減小負荷，對可塑性礦物則一般採用大負荷，按國際礦相學委員會建議，一般採用100 g負荷。在測試硬度時，要註明所採用的負荷重量，以利於對硬度值的選擇和對比。

4.加壓時間

硬度計算公式中雖然沒有時間因素，但在實測中，壓錐與礦物接觸的時間長短，也會造成壓痕大小變化。加壓時間越長，壓痕也逐漸增大。這是由於礦物的可塑性引起的，因此，為了求得標准硬度值，按國際礦相學委員會規定，加壓時間為15 s。

5.壓痕對角線測量精度要求

實測礦物硬度值主要取決於壓痕對角線長度。而壓痕對角線長度除必須提高測量精度外，還有壓痕規整程度、光源波長、物鏡解析度、焦深范圍等外在因素均影響壓痕對角線長度測量的精度。為了克服上述因素造成的誤差，盡量使壓痕足夠大，一般不宜小於20μm，才能保證硬度值誤差在5%以內。

6.震動誤差

顯微硬度儀的靈敏度很高，微小的震動甚至變壓器的震動都會影響壓痕大小的變化。所以安裝儀器必須嚴格防震，儀器應置於防震桌或水泥台之上，並在儀器座下墊以橡皮墊或海綿墊，以防止震動誤差。

7.壓痕的形狀觀察

因礦物的彈性復原、塑性變形、脆性破裂等原因，可使壓痕呈現各種形狀，即使是等軸晶系礦物，壓痕形狀也會隨不同方位而異。一般可分完整的、輕微破裂的、破裂的、內凹的、外凸的五類。記下這些壓痕形狀有助於鑒定礦物和對比研究。

四、摩氏硬度與壓入硬度的關系

壓入硬度值主要表示礦物抵抗塑勝變形的能力，至於彈性、脆性等則居於次要地位。刻劃硬度亦表示抵抗塑性變形的能力，但抵抗破裂、剝離及刻劃的方向性等因素的影響比對壓入法重要。因此兩者僅在一定程度上可以類比。

所以摩氏硬度與壓入硬度數值並非完全呈線性關系變化，只是同消長關系。

普多芙金娜（И.А.Пудовкина）綜合了各家數值，取其平均數，作出了維克硬度值與摩氏硬度數的換算圖（圖8-9）。

圖8-9 維克硬度值（H _V）與莫斯硬度數（H _M）關系圖

（據金屬礦物顯微鏡鑒定，1978）

維克硬度（H_V）與摩氏硬度（H_M）之間的線性關系式為：

礦相學

根據上述公式可以大致換算出兩者的相當數值。

常見礦物抗磨硬度的相對順序和刻劃硬度及壓入硬度的相應關系見表8-1。

表8-1 常見礦物抗磨硬度的相對順序表（從上至下、自左向右、以遞增為序）

註：維克硬度值的右下角數字為所用砝碼重量，未標下角數字者一般系使用100 g砝碼所測。

實驗作業

（1）用刻劃法測定礦物硬度

熟悉下列標准礦物的刻劃硬度

方鉛礦：低硬度，即用銅針能刻動。

閃鋅礦：中硬度，即用銅針不能刻動，鋼針能刻動。

黃鐵礦：高硬度，即用鋼針也不能刻動。

測定下列礦物硬度並分級

毒砂、黃銅礦、輝銻礦、鉻鐵礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、斑銅礦、輝銅礦。

（2）用亮線法比較下列礦物硬度的相對大小

磁黃鐵礦-黃銅礦；斑銅礦-黃銅礦；方鉛礦-閃鋅礦。

（3）用壓入顯微硬度儀側定下列礦物的維克硬度值（H_V）

閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦。

『肆』 維氏硬度計的使用方法

維氏硬度計以49.03～980.7N的負荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規定時間後，用測量壓痕對角線長度，再按公式來計算硬度的大小。

它適用於較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度，試驗負荷﹤1.949.03N，它適用於較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗負荷﹤1.961N，適用於金屬箔、極薄表面層的硬度測定。

試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計算公式：HV = 常數×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………式中：HV ――― 維氏硬度符號；F ――― 試驗力（單位N）；d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術平均值（單位mm）。

實用中是根據對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家標准規定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm。

(4)顯微硬度計使用方法擴展閱讀

維氏硬度計一般分類三種:

一、維氏硬度計一般指最大負荷在10-50公斤的維氏硬度試驗機

二、小負荷維氏硬度計一般指最大負荷在5公斤的維氏硬度試驗機

三、顯微維氏硬度計一般指最大負荷在1公斤的維氏硬度

維氏硬度計表示為HV，維氏硬度符號HV前面的數值為硬度值，後面為試驗力值。常見的有HV5,HV10，HV20，HV30，HV50和HV100標準的試驗保持時間為10～15S。但對於有色金屬則不能小於30秒，如果選用的時間超出這一范圍，在力值後面還要註上保持時間。

300HV30—表示採用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間10～15S時得到的硬度值為300。

450HV30/25—表示採用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間25S時得到的硬度值為450。

『伍』 顯微硬度計的顯微硬度計

它採用計算機軟體控制，高倍率光學測量系統，光電感測器等技術實現測量裝置與壓頭自動切換，通過軟體輸入，光源的強弱自動調節，並選擇維氏與努氏試驗方法、保持時間、文件號與儲存等，提供了各種硬度值的轉換表以供參考，在LCD大屏幕顯示屏上能顯示試驗方法、試驗力、測量壓痕長度、硬度值、試驗力保持時間，測量次數並能鍵入年、月、日期，試驗結果和數據處理等，通過列印機輸出。
它採用高倍率光學測量系統，目鏡鼓輪一次讀數。可測定鋼、有色金屬、IC薄片、薄塑料、金屬薄片、塗層、表面覆層、層壓金屬、熱處理碳化層和淬火硬化層的深度與硬度梯度。 1、顯微硬度計從測試方式上分為：
1.1普通顯微硬度計（如：MC010-HV-1000）
1.2數顯顯微硬度計（如：MC010-HVS-1000）
1.3自動轉塔顯微硬度計（如MC010-HV-1000Z）
1.4數顯自動轉塔顯微硬度計（如：MC010-HVS-1000Z）
1.5硬度測量分析系統（如：MC010-HVST-1000Z）
1.6電腦控制全功能顯微硬度計（如：MC010-HVST-1000ZA）
1.7金相顯微硬度計（如：JXHVST-1000Z）
2、顯微硬度計從砝碼力載入方式上分為：
2.1凸輪載入型（如MC010-HV-1000）
2.2砝碼垂直載入型（如MC010-HVS-1000Z）
2.3電子載入型（國外有生產）
3、顯微硬度計從升降控制上分為：
3.1絲桿升降控制型（如MC010-HV-1000）
3.2光桿升降控制型（如MC010-HVS-1000Z） 顯微硬度計由主機、測微目鏡、各種試台、標准硬度塊、各種壓頭、物鏡、調平角等構成。
測微目鏡是用來觀察金相或顯微組織，確定測試部位，測量對角線長度，數據的採集等；硬度計主機則是完成目鏡與壓頭的切換，在確定的測試部位進行施載入荷，完成平台的移動尋找像點等；相關附件主要是為了試件的夾持穩固等。 下面以MC010-HVST-1000ZA舉例來說明顯微硬度計的構造：
MC010-HVST-1000ZA顯微硬度計主要由圖像處理系統、機身、自動塔台控制系統、測微光學系統、大三通系統、加卸載機構、自動運動控制系統、升降系統、數據處理系統、顯示模塊及電路模塊等。如下圖示：
3．2．1圖像處理系統
高端的圖像處理系統採用最新光學技術與電子技術，通過大三通系統完美的與數據處理系統相結合，使壓痕的測試及觀察清晰准確，大大提高了測試精度。
3．2．2機身
世界主流設計概念的機體，呈現出精美的輪廓，高級的烤漆工藝讓機身持久光亮如新。
3．2．3自動塔台控制系統
採用高精度的電氣控制技術，配合一體化的塔台運轉系統，即保證了物鏡與壓頭的准確切換，同時也提高了定位精度，使塔台運轉輕松自如。
3．2．4測微光學系統
超大視野的目鏡，超大行程的十字平台移動結構，精準的光學系統，讓操作人員能夠輕松舒適的完成找基準、定位、選像及測量整個過程。
3．2．5大三通系統
自主知識產權的新一代大三通系統，直接定位於塔台基板上，配合一體化的照明系統，能夠完美的與圖像處理系統、數據處理系統、塔台控制系統及測微光學系統結合，實現了高精度定位、一體化設計及即時的升級擴展等現代儀器設計理念。
3．2．6加卸載機構
垂直導軌結構的加卸荷系統。
3．2．7自動運動控制系統
行程重復性高達2um的精度，可在行程范圍內自由運動的控制方式，直接通過電腦控制的高精度載物台機構，不僅僅實現了操作的便利性，同時也為精密尺寸測量（如塗鍍層厚度、金相分析及硬度梯度等）及金屬結顯微硬度計的使用與操作 2．1顯微硬度計技術參數
2．1．1試驗力：0.098N、0.245N、0.490N、0.981N、1.961N、2.942N、4.903N、9.807N，即：10gf、25gf、50gf、100gf、200gf、300gf、500gf、1000gf；
2．1．2施加試驗力速度：0.05mm/s，自動加卸載試驗力；
2．1．3目鏡倍率：10X；
2．1．4物鏡倍率：10X（觀察）、40X（測量）；
2．1．5壓痕范圍：最大壓痕測量長度250mm，最小壓痕測量長度0.1um；
2．1．6硬度測量范圍：最大硬度值9999.9，最小硬度值0.001；
2．1．7測試儲存次數：99次；
2．1．8試驗力保荷時間：0-99秒；
2．1．9試件最大高度：85mm；
2．1．10壓頭中心到內壁距離：110mm；
2．1．11最小檢測單位：0.025um；
2．1．12試台尺寸：110X100mm，試台移動范圍30X30mm，最小讀數0.01mm；
2．1．13光路切換方式：目鏡與CCD攝影同時觀看測試；
2．1．14電源：220V，50/60Hz；
2．1．15主機重量：毛重50kg；
2．1．16儀器外形尺寸：460X430X200mm； 硬度是一個重要的力學性能指標，它能反映材料彈性和塑性變形的特性指標。硬度測定時試樣制備簡單，試樣基本不被破壞，接近無損檢測，在不同尺寸與形狀的試樣上測定時，操作簡便，測量速度快，並且硬度與強度之間有著相似的換算關系，根據硬度值能夠得出近似的強度極限值；硬度測定是用標准形狀和尺寸的較硬物體在一定壓力下接觸材料表面，測定材料在變形過程中表現出來的抗力，稱為硬度測試。用不同的載荷施加力的方法所得到的硬度是表現材料抵抗塑性變形的能力，肖氏硬度則表現了材料抵抗彈性變形的能力；日常中我們把載荷大於1kg測試力的稱為宏觀硬度，它主要用於較大的試件，希望通過硬度測試能夠反映材料的宏觀性能；載荷小於1kg測試力的稱為微觀硬度，它主要用於小而薄的試件，希望反映出微小領域內的材料性能，如顯微組織的相硬度、材料的表面硬度。
顯微硬度的測試原理基本和維氏硬度測試相同，所不同的是壓頭採用的是兩對面夾角為136°;底面為正方形的正四棱錐金剛石壓頭和一徑角為 ，橫斷角為 的金剛石錐形壓頭，即：克努普金剛石壓頭（入下圖）。顯微硬度計和維氏硬度計所用的載荷分別為：1kg、2kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，常用的為1kg、2kg、5kg、10kg、30kg、50kg。載荷的大小主要取決於試件的厚度。測試的最終硬度是通過壓痕單位面積上所能承受的載荷來表示的。將選定的固定實驗力（載荷）壓入試樣表面，並經過規定的保持時間（保荷），然後卸除實驗力（卸荷）後，在試樣表面殘留出一個底面為正方形的正四棱錐或克努普壓痕，通過測微目鏡測量其對角線的長度，得到壓痕的面積，顯微硬度值就是實驗力與壓痕表面積的比值。
上圖為正四棱錐金剛石壓頭
採用正四棱錐金剛石壓頭的計算公式如下：
式中：F=所施加的載荷，單位為N；S=壓痕在試樣上的表面積；D為壓痕兩對角線長度；HV=顯微維氏硬度值。
公式的推導：
則 ，式中：F單位：g；d單位：um。
φ角選擇136°是為了使維氏硬度得到一個成比例的並在較低硬度時與布氏硬度基本一致的硬度值。在布氏測試法台規定0.25<d/D<0.5，最理想的d/D值是0.375, φ=44°,與此相對應的金剛石正四棱錐的兩以面間夾角就是180°-44°=136°。
採用克努普金剛石壓頭的計算公式如下：
此時壓痕的長對角線與短對角線的長度之比是7.11。硬度值為：
式中F單位：N
d 為長對角線，單位：mm
公式的推導：
式中：F單位：g；L單位：um。

『陸』 誰知道洛氏硬度計詳細使用方法

(1) 將絲杠頂面及工作台上下端面擦凈，將工作台置於絲杠台上；

(2) 將試件支撐面擦凈置於工作台上，旋轉手輪使工作台緩慢上升並頂起壓頭，至小指針指向紅點，大指針旋轉3圈垂直向上為止；

(3) 旋轉指示器外殼，使C、B之間長刻線與大指針對正；

(4) 拉動加荷手柄，施加主試驗力，指示器的大指針按逆時針方向轉動；

(5) 當指示針轉動停止下來後，即可將卸荷手柄推回，卸除主試驗力；

(6) 從指示器上相應的標尺讀數；

(7) 轉動手輪使試件下降，再移動試件，按以上(2)-(6)步驟進行新的試驗；

(8) 試驗結束後用防塵罩將機器蓋好。

(6)顯微硬度計使用方法擴展閱讀

注意事項：

(1) 定期在絲杠與手輪的接觸面注入少量機油；

(2) 硬度計使用前，應將絲杠頂面和工作台上端面擦凈；

(3) 定期用標准硬度塊檢查硬度計精度，決不允許在支撐面試驗；

(4) 當標准硬塊支承面有毛刺時應用油石打光，在其不同位置試驗時，硬塊應在工作台上拖動，不應拿離工作台。