维氏硬度试验原理是通过金刚石正四棱锥压头在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后卸除试验力,测量压痕对角线长度,进而计算出硬度值。其计算公式为HV=0.102×F/S,其中F为试验力(N),S为压痕表面积(mm²)。
标准将试验力分为三个范围:显微维氏硬度试验(0.09807~1.961N)、小力值维氏硬度试验(1.961~49.03N)和维氏硬度试验(49.03~980.7N)。选择试验力时需考虑试样厚度、硬度范围及测试目的。试样表面应平整光滑,无氧化皮和污物,厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。
试验步骤包括:1)选择合适试验力;2)将试样稳固放置于工作台;3)平稳施加试验力并保持10~15秒;4)测量两条对角线长度取平均值;5)计算硬度值。标准特别强调压痕中心距试样边缘的距离应不小于压痕对角线长度的2.5倍,相邻压痕间距不小于对角线长度的3倍。
测试结果应包含硬度值、试验力及保持时间。当硬度值大于100时修约至整数,小于等于100时保留一位小数。该标准还详细规定了试验报告应包含的内容,包括试样信息、试验条件、测试结果等。
维氏硬度试验具有测试范围宽、精度高等优点,特别适用于薄小零件和表面硬化层的硬度测试。GB/T 4340.1-2009的实施规范了我国金属材料维氏硬度测试方法,为材料研发、质量控制和工程应用提供了可靠的技术依据。