选择合适的维氏硬度计试验力,需结合试样特性、硬度范围、标准要求三大核心因素综合判断,确保压痕尺寸合理、测量结果准确且不损伤试样。以下是具体要点:
一、依据试样厚度与尺寸确定最小试验力
试验力过大易导致试样变形、压穿(尤其薄片、镀层试样),过小则压痕模糊难以测量。需满足压痕对角线长度≤试样厚度的1/10,且压痕边缘与试样边缘距离≥压痕对角线长度的2.5倍。
薄片/箔材(厚度<1mm):选小试验力(如0.098N、0.245N),避免压穿;
常规块状试样(厚度3-10mm):可选中等试验力(1.96N、2.94N);
厚大件/金属构件(厚度>10mm):可选用大试验力(9.8N、49N),提升结果代表性。
二、根据材料硬度范围匹配试验力
不同硬度材料对试验力敏感程度不同,需避免压痕过浅或过深:
高硬度材料(如淬火钢、硬质合金):硬度≥500HV时,需较大试验力(4.9N-98N),确保压痕清晰可测,减少测量误差;
中硬度材料(如退火钢、铝合金):硬度100-500HV,可选中等试验力(1.96N-9.8N);
低硬度/软质材料(如纯铜、塑料):硬度<100HV时,用小试验力(0.245N-1.96N),防止压痕过大导致试样塑性变形,影响真实性。
三、遵循行业标准与测试目的
不同应用场景有明确标准要求,需优先遵守:
金属材料常规检测:按GB/T4340.1或ISO6507.1,根据试样厚度推荐试验力(如厚度2mm对应2.94N);
镀层/涂层检测:按GB/T9790,需选用小试验力(0.098N-1.96N),避免压入基体,确保仅测量镀层硬度;
微小零件/薄截面:如轴承滚道、刀具刃口,用显微维氏小试验力(0.098N-0.98N),适应狭小测试区域。
四、参考仪器与压头规格
维氏硬度计压头为金刚石正四棱锥(顶角136°),不同量程仪器的试验力范围不同:
显微维氏硬度计:试验力0.0098N-9.8N,适用于微小、薄试样;
宏观维氏硬度计:试验力9.8N-980N,适用于大件、高硬度试样。
需确保所选试验力在仪器有效量程内,且压头无磨损(磨损会导致压痕失真)。
五、特殊情况调整原则
若试样表面粗糙:可适当增大试验力,让压痕更清晰,降低表面光洁度对测量的影响;
对比试验:多次测试时需固定试验力,保证数据可比性;
不确定时:优先选较小试验力预测试,观察压痕状态(是否清晰、是否损伤试样),再调整至合适值。