顯微硬度計的作原理

顯微硬度計是機械、冶金等行業行金屬材料性能檢驗的儀器，在各行業中廣泛應用。

作原理

顯微硬度試驗就是將兩相對面夾角為136°的金剛石四棱錐體壓頭，在定的試驗力作用下壓入試樣表面，保持定的時間后，卸除試驗力，測量壓痕對角線長度，然后查對角線長度與顯微硬度值對應表，得到顯微硬度試驗值。

這種試驗原理是種簡化后的試驗操作過程，真正顯微硬度是試驗力除以壓痕錐形表面積所得的商，壓痕錐形表面積可由壓頭錐角和壓痕直徑計算得出，得到顯微硬度計算公式:

式中:HV顯微硬度值，F試驗力，d壓痕直徑。

壓痕對角線長度與顯微硬度計值的對應表就是由公式計算出來的。

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于試件的厚度。

測試的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，并經過規定的保持時間(保荷)，然后卸除實驗力(卸荷)后，在試樣表面殘留出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。

力值測定

顯微硬度計的力值正確與否，將直接影響儀器的示值度。

由于顯微硬度計是采用小負荷(1kgf 以下)試驗，又受到儀器空間容量的限制，因此在很長時間內顯微硬度計的力值測定未能得到較好的解決，從而影響顯微硬度試驗的可靠性和正確性，也影響顯微硬度計的制質量。

顯微硬度計的檢定規程中明確規定:硬度計的負荷誤差，對等于和小于100gf的負荷，允許在±1.5%以內，大于100gf 的負荷誤差應小于±1.0%，其變動度分別不大干1.5%和1.0%。

目前,內還沒有小量程測力計，所以測定顯微硬度計的負荷時，對現有儀器行改裝或自行。

以往所用的顯微硬度計的測力裝置主要有以下三種:

(1)光學測力計

(2)改裝機械天平

(3)電阻應變式傳感器測力裝置

上述三種測力裝置曾后用于顯微硬度計的負荷測定, 但都還存在著較多問題。光學測力計和改裝機械天平雖然能用來測定加荷主軸采用摩擦支承的顯微硬度計(如BHX-1 型基堆顯微硬度計)。

但由于體積較大，使用不方便。尤其對加荷主軸采用彈性支承的顯微硬度計，由于存在著" 零位" 要求， 更是無法使用。

電阻應變式傳感器測力裝置雖比前兩種好些，但要廣泛用于顯微硬度計的和檢定中仍有較多缺點，如:裝置復雜、體積大、費用貴、不易維修、作效率低、受顯微硬度計空間容量的限制、對不同負荷需調整作臺等