硬度是材料力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一，硬度試驗是判斷材料或產(chǎn)品零件質(zhì)量好壞的一種手段。 所謂硬度，是一種材料在一定條件下抵抗另一個物體壓痕而不產(chǎn)生殘余變形的能力。 阻力越大，硬度越高，反之，硬度越低。 在力學(xué)性能測試中，測量硬度是最簡單、最經(jīng)濟、最快的方法，也是生產(chǎn)過程中檢驗產(chǎn)品質(zhì)量的措施之一。 由于金屬和其他材料的硬度與其他力學(xué)性能有對應(yīng)關(guān)系，因此，大多數(shù)金屬材料可以通過測量硬度來近似其他力學(xué)性能，如強度、疲勞、蠕變、磨損和內(nèi)部損耗。 因此，硬度計被廣泛使用。

  一、顯微硬度計的工作原理及組成

  顯微硬度計是近年來常用的一種測量硬度的儀器。 硬度測量是通過升降顯微硬度計的調(diào)焦機構(gòu)、測量顯微鏡、加載機構(gòu)，正確選擇加載和加載速度進行自動加載和卸載試驗力，正確控制試驗力保持時間，光學(xué) 由顯微硬度計放大。  ，并測量金剛石金字塔壓頭在一定的試驗力下壓入待測物后殘余壓痕的對角線長度，得到待測物的硬度值。

  二、正確使用顯微硬度計

  由于顯微硬度測試往往是在非常小的樣品（如針尖），或樣品上很小的特定部位（如金相組織）上進行，用肉眼很難觀察和判斷這些情況， 而且顯微硬度測試后得到的壓痕很小，用人眼也很難發(fā)現(xiàn)，更不用說測量壓痕的對角線長度了，所以需要借助顯微鏡才能工作。 為了正確使用顯微硬度計，除了正確選擇載荷、加載速度和保壓時間外，測量顯微鏡的正確使用非常重要。 下面簡單介紹一下如何正確使用顯微硬度計。

  1、負(fù)載選擇

  為了獲得被測物體的真實硬度，必須選擇合適的載荷。 載荷的選擇應(yīng)考慮以下原則：

  a、 測量片材或表層硬度時，應(yīng)根據(jù)壓頭的壓痕深度和試樣或表層的厚度來選擇載荷。 因為一般試樣或表層的厚度是已知的，被測零件的硬度或硬度范圍也應(yīng)該是已知的，所以壓頭壓入試樣時的擠壓應(yīng)力范圍接近壓痕的10% 深度。 為避免底層硬度的影響，壓頭的壓痕深度應(yīng)小于試件或表層的十分之一。

  b、 測量試樣斷面硬度時，應(yīng)根據(jù)壓痕對角線長度和斷面寬度選擇載荷。 根據(jù)壓頭壓入試樣時產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力面積，可將壓頭中心至對角線4倍的最大距離延長。 為避免相鄰區(qū)域不同硬度或間距對被測零件硬度的影響，壓痕中心到邊緣的距離不應(yīng)小于壓痕對角線長度的2.5倍，即 壓痕的對角線長度為試件或表層。 截面寬度的五分之一。

  C。 測量晶粒、相、雜質(zhì)等時，應(yīng)遵循以上兩條原則選擇載荷，壓痕深度不應(yīng)大于其厚度的1/10，壓痕對角線長度不應(yīng)大于 它的厚度。 面積的 1/5。

  d。 測量試件（零件、表層、材料）的平均硬度時，應(yīng)在試件表面尺寸和厚度允許的范圍內(nèi)選擇最大載荷，以免試件材料硬度不均和 影響試件硬度測量的正確性。

  e. 為了保證測量精度，在情況允許的情況下，應(yīng)選擇較大的負(fù)載。 一般壓痕的對角線長度應(yīng)大于20μm。

  F。 考慮到試樣表面冷加工時產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力硬化層的影響，在選擇載荷時，在情況允許的情況下應(yīng)選擇較大的載荷。

  2、正確使用測量顯微鏡一個。 找到圖像平面

  (1)針尖樣品宜采用“光斑成像法”。

  一般顯微硬度計測量顯微鏡物側(cè)的視場只有0.25-0.35mm。 在該視場之外的區(qū)域，人眼無法在測量顯微鏡的目鏡的視場中看到。 針尖樣品的尖端通常小于0.1mm，因此在安裝調(diào)整樣品時很難在視野中調(diào)整針尖； 如果尖端在視野周圍但不在視野內(nèi)，請在升降臺上調(diào)整它。如果不小心，物鏡的鏡頭會損壞。 即使物鏡沒有損壞，也很難找到圖像。

（2）表面光潔度高的樣品（如顯微硬度塊）應(yīng)采用尋邊法。

  a、在顯微硬度測試中，試樣的表面光潔度一般很高，常為鏡面，表面沒有明顯的觀察特征，而顯微硬度計中所有高倍測量顯微鏡的景深都很小 ，只有1~2μm，所以沒有經(jīng)驗的操作者在調(diào)焦時很難找到像平面，甚至?xí)p壞物鏡。 因此，有些操作者會在表面留下殘留痕跡來尋找像平面，但有時沒有殘留痕跡，建議使用邊緣尋找方法。 即按照與上述相同的方法，用照明光斑的中心（約0.5-1mm）對準(zhǔn)樣品表面輪廓的邊緣，然后在半明半暗的交界處 目鏡的視野是輪廓的邊緣，然后進一步調(diào)整Lift和Lower以找到該表面邊緣的圖像。

  b、調(diào)整照明

  為防止斜向照明對壓痕對角線長度測量精度的影響，應(yīng)調(diào)整照明光源，使壓痕在視場中心時，四段的亮度分為 由兩個對角線區(qū)域是相同的。 為使視場內(nèi)壓痕圖像清晰，可將照明光源在上、下、前、后、左、右方向上稍微移動，直到觀察到最亮的壓痕圖像且沒有陰影為止； 壓痕圖像前后左右移動，千分尺目鏡視野要明亮，無陰影的壓痕圖像較好。

  c、 視力矯正

  我們知道，在測量顯微鏡的壓痕時，壓痕被物鏡放大，然后成像在目鏡前的分劃板上進行瞄準(zhǔn)測量。 由于人類視力的差異（如正常眼睛、近視和遠(yuǎn)視），必須將充當(dāng)放大鏡的目鏡放置在各個位置，才能清楚地觀察標(biāo)線的標(biāo)線（此時標(biāo)線最?。?。  ”），這一步（調(diào)整眼鏡相對于十字線的距離）稱為屈光度校正，否則會影響測量的準(zhǔn)確性。

  d、 壓痕位置修正

  如果通過測試力載荷在測微目鏡的視野中看到的壓痕圖像，如果與視野中心的偏差較大，則需要對壓痕位置進行校正。 視野中的壓痕圖像居中，（調(diào)整幾個螺絲時不要移動工作臺）并相互鎖定。

  e、重點

  為了找到正確的成像位置，應(yīng)注意將壓痕邊緣調(diào)整為清晰，而不是壓痕對角線或?qū)蔷€的交點。 我們需要測量的是棱柱在這個四棱錐的坑面上的對角線長度。 為了幫助操作者掌握這一步，這里提出了“視差判別法”。 當(dāng)使用十字線或十字點對準(zhǔn)壓痕的對角尖端時，人眼相對于目鏡左右移動。 如果不正確，即壓痕的邊緣沒有完全落在分劃板上，會發(fā)現(xiàn)邊緣會相對于分劃板左右移動。 這意味著對焦不正確。 如果人眼相對于目鏡的位置不一致，則必然存在測量誤差。 此時應(yīng)進一步調(diào)整對焦，直到人眼抖動時邊緣的相對標(biāo)線沒有相對位置。

  三、掌握正確的測量方法

  1、轉(zhuǎn)動測量目鏡，使分劃板的移動方向與被測壓痕的對角線方向平行，避免兩者夾角對測量精度的影響。 若兩者的夾角為α，實際長度為d，則測得的長度d'=d/cosα，針對與十字線交點的壓痕對角線頂部，當(dāng)兩者有 一個相交角，會導(dǎo)致它的對角線的一端的頂部與十字準(zhǔn)線的交點對齊時，另一端的頂部無法對齊。

  2、測量壓痕對角線長度時，瞄準(zhǔn)時必須對準(zhǔn)壓痕對角線的兩端，與壓痕棱鏡的四個邊無關(guān)。 對于標(biāo)線為直線的情況，這不是問題，但經(jīng)常出現(xiàn)標(biāo)線是十字，瞄準(zhǔn)壓痕邊緣還是對角線頂部的爭論，以統(tǒng)一各種 十字線。 直線瞄準(zhǔn)，所以確定了這個原理，也可以解決各種復(fù)雜的邊緣情況下的瞄準(zhǔn)問題。

  3、測量中應(yīng)注意的幾個問題

  a、 測量機械千分尺機構(gòu)目鏡時，測量時應(yīng)單向轉(zhuǎn)動千分尺手輪，以消除空轉(zhuǎn)對測量的影響。

  b、對于同時測量型的千分目目鏡，操作者應(yīng)注意兩條標(biāo)線劃線重疊時千分尺讀數(shù)的零位是否正確。

  c、 對于數(shù)顯測微目鏡，每次開機后，兩條分劃線要無線接近，中間有一條細(xì)縫，好像看不見，然后按“清除”鍵，使讀數(shù)復(fù)位 為零。

  d、 當(dāng)壓痕的兩條對角線長度不相等時，測量兩條對角線的長度，取其平均值。

  e、 轉(zhuǎn)動測量顯微鏡目鏡使分劃板的移動方向平行于被測壓痕的對角線后，沿對角線的垂直方向移動工作臺，使對角線落在分劃板的十字上。 但瞄準(zhǔn)交點時，應(yīng)轉(zhuǎn)動測微目鏡手輪，而不是移動工作臺。

  f、 操作人員應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)，并經(jīng)常使用標(biāo)準(zhǔn)顯微硬度塊檢查其瞄準(zhǔn)精度。