显微硬度的测试原理基本和维氏硬度测试相同,所不同的是压头采用的是两对面夹角为136°;底面为正方形的正四棱锥金刚石压头和一径角为 ,横断角为 的金刚石锥形压头,即:克努普金刚石压头(入下图)。显微硬度计和维氏硬度计所用的载荷分别为:1kg、2kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等,常用的为1kg、2kg、5kg、10kg、30kg、50kg。载荷的大小主要取决于试件的厚度。测试的*终硬度是通过压痕单位面积上所能承受的载荷来表示的。将选定的固定实验力(载荷)压入试样表面,并经过规定的保持时间(保荷),然后卸除实验力(卸荷)后,在试样表面残留出一个底面为正方形的正四棱锥或克努普压痕,通过测微目镜测量其对角线的长度,得到压痕的面积,显微硬度值就是实验力与压痕表面积的比值。
上图为正四棱锥金刚石压头
采用正四棱锥金刚石压头的计算公式如下:
式中:F=所施加的载荷,单位为N;
S=压痕在试样上的表面积;
, 为压痕两对角线长度;
HV=显微维氏硬度值。
如下图所示:
公式的推导:
则 ,式中:F单位:g;d单位:um。
φ角选择136°是为了使维氏硬度得到一个成比例的并在较低硬度时与布氏硬度基本一致的硬度值。在布氏测试法台规定0.25
上图为克努普金刚石压头
采用克努普金刚石压头的计算公式如下:
此时压痕的长对角线与短对角线的长度之比是7.11。硬度值为:
式中F单位:N
d 为长对角线,单位:mm
式中:F单位:g;L单位:um。
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