维氏硬度试验基本原理：维氏硬度试验原理基本上和布氏硬度相同，所不同的是压头用金刚石正四棱锥压头。正四棱锥两对面的夹角为136°，底面为正方形。维氏硬度试验基本原理是将两相对面夹角为136°（两相对棱夹角为148°6’42’’）的金刚石正四棱锥压头，在一定的试验力作用下压入试样表面，保持一定的时间后，卸除试验力，测量压痕对角线长度，如图下图所示，以试验力除以压痕锥形表面积所得的商表示维氏硬度值。维氏硬度值的表示：将HV作为维氏硬度值单位的表示符号。由于硬度值与试验条件相关，因此在HV后要标注主要的试验条件。HV前的数字表示硬度值，HV后第1个数字表示试验力（kgf），第2个数字表示不同于10~15s的保荷时间（10~15s是标准试验力保荷时间）。例如：440HV10表示：在10kgf试验力作用下保持10~15s测得的维氏硬度值为440。440HV10/30表示：在10kgf试验力作用下保持30s测得的维氏硬度值为440。维氏硬度试验的特点和应用范围和布氏、洛氏硬度试验相比，维氏硬度试验测量范围较宽，从较软材料到超硬材料，几乎涵盖各种材料；维氏硬度试验具有相似性，使得试验力的选取具有较大的灵活性；由于压痕轮廓较清晰，测量对角线长度时，具有较高的对线精确度，因而硬度的测量精确度较高；显微维氏硬度试验的试验力很小，因而可对特别细小的试件进行硬度测定。维氏硬度试验特别适应于精密仪表中的薄件、小件以及镀层、渗碳、渗氮层等的硬度测定。显微维氏硬度试验因其试验力比较小，更能进行材料金相组织及脆性材料的硬度测量。

理论分析和试验结果表明，维氏硬度值与下列因素有关：1、试验力：硬度值大小与试验力大小、试验力方向、试验力保持时间极其施加速度有关。2、压头：硬度值与金刚石压头两相对面夹角、横刃及其四棱锥体的表面粗糙度等均有关。当压头顶端不是一个点而是一条线时，称这条线为压头横刃。3、试样：硬度值与试样材质、形状和表面粗糙度、压痕间和压痕到试样边缘间距离以及试样温度等均有关。二、维氏硬度试验误差分析压痕对角线长度测量不精确引起的硬度测量误差当压痕对角线长度测量大了，硬度测得值较硬度真值低；反之，当压痕对角线长度测量小了，硬度测得值较硬度真值高。压痕对角线越长，则硬度测量相对误差越小。因此当试验条件允许时，应尽量选用较大的试验力，以便能得到较大的压痕，减少硬度测量相对误差。试验力偏离标准值引起的硬度测量误差试验力较标准值偏大时，硬度测得值较硬度真值低；反之，试验力较标准值偏小时，硬度测得值较硬度真值高JJG151-1991《金属维氏硬度计检定规程》规定：维氏硬度计试验力允许误差为±1.0%。JJG260-1991《显微硬度计检定规程》规定：对于≤0.9807N的试验力允差为±2.0%，＞0.9807N的试验力允差为±1.5%，≥1.961N的试验力允差为±1.0%。试验力不垂直于试样表面引起的硬度测量误差排除压头的因素，只要测量压痕两条对角线长度并取其平均值来计算硬度值，此种因素引起的硬度测量误差很微小。试验力保持时间偏离标准值引起的硬度测量误差随着试验力保持时间的增加，硬度值降低；当试验力保持一段时间后，硬度值变化趋缓。检定规程规定：试验力保持时间为10~15s。试验力施加速度引起的硬度测量误差随着试验力施加速度的增加，硬度值降低。JJG151-1991《金属维氏硬度计检定规程》规定：维氏硬度计施加试验力速度应为0.15~0.25mm/s或用压入时间表示应为2~5s。JJG260-1991《显微硬度计检定规程》规定：显微硬度计施加试验力速度应为0.02~0.07mm/s。金刚石压头两相对面夹角偏离标准值引起的硬度测量误差夹角α偏大，硬度测得值较硬度真值偏低。JJG334-1993《金刚石压头检定规程》规定：金刚石棱锥体相对两棱面夹角，维氏压头应为136±0.5°；小负荷和显微维氏压头应为136±0.25°。压头横刃引起的硬度测量误差由于压头有横刃，压痕变成长方形，使测得的压痕对角线长度增加，硬度值降低，带来负的硬度测量误差。在显微硬度试验范围内，压头横刃的影响非常大。JJG334-1993《金刚石压头检定规程》规定：金刚石棱锥体压头顶端横刃长度，维氏压头应不大于2um；小负荷和显微维氏压头应不大于1um。金刚石压头表面粗糙度不符合规定引起的硬度测量误差压头表面粗糙度增加，压头压入阻力增加，使硬度值升高。JJG334-1993《金刚石压头检定规程》规定：金刚石压头表面粗糙度，RZ≤0.1um。试样材质不同引起的硬度测量误差试验结果表明，不同材质压痕形状不同，对压痕对角线真实尖端的判断造成困难，因此带来硬度测量误差。试样表面粗糙度不符合规定引起的硬度测量误差试样表面粗糙度越小，压痕边缘越清晰，则压痕对角线长度的测量越稳定，因而能得到较精确、稳定的硬度值。试样形状不符合规定引起的硬度测量误差试样厚度减小到一定程度，将使硬度值降低。试样表面不是平面时，硬度值随着试样曲面直径的变化而变化。GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验第1部分：试验方法》规定：试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍，试验后试样背面不应出现可见变形痕迹；对于在曲面试样上试验的结果，应使用修正系数表进行修正；对于小截面或外形不规则的试样，可将试样镶嵌或使用专用支承台进行试验。压痕间和压痕到试样边缘间距离不符合要求引起的硬度测量误差压痕间距离太近，将使硬度值升高；压痕到试样边缘间距离太近，将使硬度值降低。GB/T4340.1-1999《金属维氏硬度试验第1部分：试验方法》规定：任一压痕中心距试样边缘距离，对于钢、铜及铜合金至少应为压痕对角线长度的2.5倍，对于轻金属、铅、锡及合金至少应为压痕对角线长度的3倍；两相邻压痕中心之间距离，对于钢、铜及铜合金至少应为压痕对角线长度的3倍，对于轻金属、铅、锡及合金至少应为压痕对角线长度的6倍，如果两相邻压痕大小不同，应以较大压痕确定压痕间距。

维氏硬度试验测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料到很硬的材料都可测量。维氏硬度试验大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力。其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400以下时，HV≈HB。维氏硬度试验的试验力可以小到10gF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。

我们都知道，在使用维氏硬度计大负荷丈量时，值更准确、受人为误差等因素影响更小。去丈量表面镀层的硬度值，当然有些要根据情况使用其它试验力，如镀层太蒲、客户要求。丈量维氏硬度计表面镀层，如：渗碳、渗氮等的硬度值的时候要留意，这时候不光是要留意工件不被击穿，还要保证表面镀层不被击穿。一般情况下，维氏硬度计业内常用0.3公斤试验力，保证工件不能被击穿。如：一个工件的厚度为0.01mm，假如这时候用5公斤试验力去丈量的话，就会击穿工件，甚至会损坏硬度计的工作台，所以一定要留意。尽量保持和客户使用同样的维氏硬度计试验力。或者说是硬度值标明的试验力，由于在同样试验力前提下，值更具可比性。维氏硬度计硬度要求为220-250HV0.3，那么这时候选择试验力的时候就要留意跟要求保持一致。所以，维氏硬度计根据以上的要求，尽量使用大负荷。

维氏硬度计前面的数值为硬度值，后面为试验力值。标准的试验保持时间为10～15S。如果选用的时间超出这一范围，在力值后面还要注上保持时间。维氏硬度计以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值。600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的试验力，保持时间20S时得到的硬度值为600。维氏硬度计试验的分类和试验力选择：维氏硬度计试验按试验力大小的不同，细分为三种试验。维氏硬度计试样和四方金石压头接触、加载、不动后保持30--40s、把显微镜头转过来、调节高度对焦找到四方压痕、调节测距线，水平方向测对角线再垂直方向测一次，求两次的平均值、查表得硬度值、维氏硬度计用来测量维氏硬度值。制造出成品后的硬度试验可能面临着不同的问题，例如试件对试验力的承受能力及受力变形、测量遗留的压痕是否影响制品性能等。