硬度是材料力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一，硬度試驗(yàn)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(gè)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(cè)試中，測(cè)量硬度是最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)、最快的方法，也是生產(chǎn)過程中檢驗(yàn)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(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，大多數(shù)金屬材料可以通過測(cè)量硬度來近似其他力學(xué)性能，如強(qiáng)度、疲勞、蠕變、磨損和內(nèi)部損耗。 因此，硬度計(jì)被廣泛使用。

  一、顯微硬度計(jì)的工作原理及組成

  顯微硬度計(jì)是近年來常用的一種測(cè)量硬度的儀器。 硬度測(cè)量是通過升降顯微硬度計(jì)的調(diào)焦機(jī)構(gòu)、測(cè)量顯微鏡、加載機(jī)構(gòu)，正確選擇加載和加載速度進(jìn)行自動(dòng)加載和卸載試驗(yàn)力，正確控制試驗(yàn)力保持時(shí)間，光學(xué) 由顯微硬度計(jì)放大。  ，并測(cè)量金剛石金字塔壓頭在一定的試驗(yàn)力下壓入待測(cè)物后殘余壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度，得到待測(cè)物的硬度值。

  二、正確使用顯微硬度計(jì)

  由于顯微硬度測(cè)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(jìn)行，用肉眼很難觀察和判斷這些情況， 而且顯微硬度測(cè)試后得到的壓痕很小，用人眼也很難發(fā)現(xiàn)，更不用說測(cè)量壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)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(jì)，除了正確選擇載荷、加載速度和保壓時(shí)間外，測(cè)量顯微鏡的正確使用非常重要。 下面簡(jiǎn)單介紹一下如何正確使用顯微硬度計(jì)。

  1、負(fù)載選擇

  為了獲得被測(cè)物體的真實(shí)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(cè)量片材或表層硬度時(shí)，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?yàn)橐话阍嚇踊虮韺拥暮穸仁且阎模粶y(cè)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(shí)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(cè)量試樣斷面硬度時(shí)，應(yīng)根據(jù)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度和斷面寬度選擇載荷。 根據(jù)壓頭壓入試樣時(shí)產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力面積，可將壓頭中心至對(duì)角線4倍的最大距離延長(zhǎng)。 為避免相鄰區(qū)域不同硬度或間距對(duì)被測(cè)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(duì)角線長(zhǎng)度的2.5倍，即 壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度為試件或表層。 截面寬度的五分之一。

  C。 測(cè)量晶粒、相、雜質(zhì)等時(shí)，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(duì)角線長(zhǎng)度不應(yīng)大于 它的厚度。 面積的 1/5。

  d。 測(cè)量試件（零件、表層、材料）的平均硬度時(shí)，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(cè)量的正確性。

  e. 為了保證測(cè)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(duì)角線長(zhǎng)度應(yīng)大于20μm。

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

  2、正確使用測(cè)量顯微鏡一個(gè)。 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(jì)測(cè)量顯微鏡物側(cè)的視場(chǎng)只有0.25-0.35mm。 在該視場(chǎng)之外的區(qū)域，人眼無(wú)法在測(cè)量顯微鏡的目鏡的視場(chǎng)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(shí)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(qǐng)?jiān)谏蹬_(tái)上調(diào)整它。如果不小心，物鏡的鏡頭會(huì)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(cè)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(jì)中所有高倍測(cè)量顯微鏡的景深都很小 ，只有1~2μm，所以沒有經(jīng)驗(yàn)的操作者在調(diào)焦時(shí)很難找到像平面，甚至?xí)p壞物鏡。 因此，有些操作者會(huì)在表面留下殘留痕跡來尋找像平面，但有時(shí)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(duì)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(jìn)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(duì)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量精度的影響，應(yīng)調(diào)整照明光源，使壓痕在視場(chǎng)中心時(shí)，四段的亮度分為 由兩個(gè)對(duì)角線區(qū)域是相同的。 為使視場(chǎng)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(dòng)，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(dòng)，千分尺目鏡視野要明亮，無(wú)陰影的壓痕圖像較好。

  c、 視力矯正

  我們知道，在測(cè)量顯微鏡的壓痕時(shí)，壓痕被物鏡放大，然后成像在目鏡前的分劃板上進(jìn)行瞄準(zhǔn)測(cè)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(gè)位置，才能清楚地觀察標(biāo)線的標(biāo)線（此時(shí)標(biāo)線最?。?。  ”），這一步（調(diào)整眼鏡相對(duì)于十字線的距離）稱為屈光度校正，否則會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

  d、 壓痕位置修正

  如果通過測(cè)試力載荷在測(cè)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(duì)壓痕位置進(jìn)行校正。 視野中的壓痕圖像居中，（調(diào)整幾個(gè)螺絲時(shí)不要移動(dòng)工作臺(tái)）并相互鎖定。

  e、重點(diǎn)

  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(duì)角線或?qū)蔷€的交點(diǎn)。 我們需要測(cè)量的是棱柱在這個(gè)四棱錐的坑面上的對(duì)角線長(zhǎng)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(diǎn)對(duì)準(zhǔn)壓痕的對(duì)角尖端時(shí)，人眼相對(duì)于目鏡左右移動(dòng)。 如果不正確，即壓痕的邊緣沒有完全落在分劃板上，會(huì)發(fā)現(xiàn)邊緣會(huì)相對(duì)于分劃板左右移動(dòng)。 這意味著對(duì)焦不正確。 如果人眼相對(duì)于目鏡的位置不一致，則必然存在測(cè)量誤差。 此時(shí)應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整對(duì)焦，直到人眼抖動(dòng)時(shí)邊緣的相對(duì)標(biāo)線沒有相對(duì)位置。

  三、掌握正確的測(cè)量方法

  1、轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量目鏡，使分劃板的移動(dòng)方向與被測(cè)壓痕的對(duì)角線方向平行，避免兩者夾角對(duì)測(cè)量精度的影響。 若兩者的夾角為α，實(shí)際長(zhǎng)度為d，則測(cè)得的長(zhǎng)度d'=d/cosα，針對(duì)與十字線交點(diǎn)的壓痕對(duì)角線頂部，當(dāng)兩者有 一個(gè)相交角，會(huì)導(dǎo)致它的對(duì)角線的一端的頂部與十字準(zhǔn)線的交點(diǎn)對(duì)齊時(shí)，另一端的頂部無(wú)法對(duì)齊。

  2、測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度時(shí)，瞄準(zhǔn)時(shí)必須對(duì)準(zhǔn)壓痕對(duì)角線的兩端，與壓痕棱鏡的四個(gè)邊無(wú)關(guān)。 對(duì)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(duì)角線頂部的爭(zhēng)論，以統(tǒng)一各種 十字線。 直線瞄準(zhǔn)，所以確定了這個(gè)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(cè)量中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

  a、 測(cè)量機(jī)械千分尺機(jī)構(gòu)目鏡時(shí)，測(cè)量時(shí)應(yīng)單向轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺手輪，以消除空轉(zhuǎn)對(duì)測(cè)量的影響。

  b、對(duì)于同時(shí)測(cè)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(shí)千分尺讀數(shù)的零位是否正確。

  c、 對(duì)于數(shù)顯測(cè)微目鏡，每次開機(jī)后，兩條分劃線要無(wú)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(duì)角線長(zhǎng)度不相等時(shí)，測(cè)量?jī)蓷l對(duì)角線的長(zhǎng)度，取其平均值。

  e、 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量顯微鏡目鏡使分劃板的移動(dòng)方向平行于被測(cè)壓痕的對(duì)角線后，沿對(duì)角線的垂直方向移動(dòng)工作臺(tái)，使對(duì)角線落在分劃板的十字上。 但瞄準(zhǔn)交點(diǎn)時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微目鏡手輪，而不是移動(dòng)工作臺(tái)。

  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。