JIS Z 2244-2009 维氏硬度试验方法 内容描述 范围 —————————————————————————————— 1 规范性引用文件 ———————————————————————— 2 原理 ———————————————————————————— 3 硬度符号和标识 —————————————————————— 4 4.1 其符号和标识 ———————————————————— 3 4.2 维氏硬度符号和标识 ———————————————————— 3 实验设备 —————————————————————————— 4 实验样品 —————————————————————————— 5 程序 —————————————————————————— 6 结果的不确定性 —————————————————————————— 7 试验报告 —————————————————————————————— 8附录 A (规范性文件)————————与试验张力和硬度相关的试验片最小厚度 附录 B (规范性文件)————————曲面试验的修正系数表 附录 C (资料性文件)——————————试验机的用户检查程序 附录 D (规范性文件)——————————————维氏硬度计算表 附录 JA (资料性文件)——————————JIS 与其他国际标准的比较 前言 维氏硬度试验方法的描述 该日本工业标准是根据 2005 年出版的 JIS-1 第三版和 JIS-4 第一版，并对技术内容进行了一些修改而制定的。
虚线下划线部分为对相应国际标准进行了修改的部分。修改内容一览表在附录JA中说明。 范围 本标准规定了维氏硬度试验方法，并说明了金属材料的三种不同试验力范围（见表1）。 表1 试验力范围 试验力范围 F/N 硬度值 名称 F49.03HV≤5维氏硬度试验 1..03HV 0.2～HV≤5低张力维氏硬度试验 0..961HV 0.01～HV≤0.2维氏显微硬度试验 维氏硬度试验 对角压痕长度在0.020 mm～1.400 mm之间。但当对角压痕长度小于0.020 mm或试验力小于98.07 mN时，经买卖双方协议，仍可采用本标准。 对于特定的材料和产品，日本工业标准会予以规定。注1.对于压痕对角线长度小于0.020mm，应考虑额外的不确定度因素。2.一般来说，试验力的降低会增加测量结果的发散性，这对低张力维氏硬度试验和维氏硬度微型试验来说尤其严重，其主要限制是对角线测量变得更大。对于维氏硬度微型试验，压痕对角线的精度值不能在ü0.001mm之间。3.类似的国际标准包括：ISO 6507-1：2005金属材料维氏硬度试验-第1部分试验方法ISO 6507-4：2005金属材料维氏硬度试验-第4部分硬度值表（总体评价MOD）此外，根据ISO Guide 21，表示与相关国际标准和JIS相对应的内容程度。 符号为IDT、MOD和NEW。
引用标准 下列标准中包含的条款通过在本试验中引用而成为本标准的条款。下列所示的标准最新版本(包括修改单)均适用于本标准。 JIS B 7725 维氏硬度试验-试验机的检定 注:原理 金刚石压头具有方形底座的金字塔形,且顶点的相对面具有规定的角度。用力将金刚石压头压入试件,撤去力后,根据测量压痕对角线长度计算试验力F。维氏硬度与试验力除以压痕倾斜面积后的商成正比。对于方形底座、顶点具有相同角度的金字塔形压头,也被认为是可以接受的。 压头压痕 图1 试验原理 4 硬度符号及名称 4.1 符号与名称 详见表2和图1。 表2 符号与名称 符号 名称 α 金字塔压头顶锥面的角度（136°） F 试验力（N） d 压痕两对角线长度d1、d2的算术平均值（mm） HV 维氏硬度=Cx试验力 注：C=0.102≈1/9.806 65，其中9.80665为KGF转换为N的换算系数 4.2 维氏硬度的表示方法 下面表示维氏硬度的表示方法的一个例子。 例子 试验力 持续时间（20秒），若不在规定范围内（10秒～15秒） 与施加试验力相似的kgf值 硬度类型 维氏硬度值 5 试验设备 注：建议用户定期检查硬度计。见附录3.5.1 试验设备 按JIS B 7725的要求，能在要求的范围内施加预定的力。
5.2 压头 按 JIS B7725 规定，将金刚石压头安装在带有方形底座的合适金字塔上。 5.3 测量系统 见 JIS B 7725.6 试件 试件应按下列要求制作： 进行试验的表面应光滑，无水垢、无异物，特别是可以使用润滑油，除非产品标准另有规定。 表面光洁度应允许准确测定压痕的对角线长度。 应尽可能减少由于过度加热或冷加工引起的表面硬度变化。 由于维氏显微硬度压痕小而深，因此在准备过程中必须采取特殊的预防措施。建议根据材料参数使用抛光 / 电抛光工艺。 试件的厚度或试验时的涂层厚度应至少为压痕对角线长度的 1.5 倍（见附录 A）。 试验后，试件背面不得变形。对于曲面试验，应适用附录 B 表 B.1 至 B.6 中给出的修正。对于不规则形状和小截面的试件，应需要某种形式的附加支撑。注：在制备形状复杂的小尺寸试件时，建议用树脂包裹试件，然后用专用工具固定。但所用方法不得影响硬度测量。若采用树脂包裹法，应注意沿周边产生的热量。当压头压入时，压力和温度可能会影响试验力测量。7 步骤实验步骤如下：一般情况下，试验的环境温度应控制在 10℃~35℃之间。本次实验建议控制在 23±5℃。
试验应使用表 3 中给出的力。其他试验的力也列在表 3 中。注：也可使用其他值，例如 HV2.5（24.52 N）。 表3 试验力 维氏硬度试验 低张力维氏硬度试验 维氏硬度微试验 维氏硬度标准试验力F（N） 维氏硬度标准试验力F（N） 维氏硬度标准试验力F（N） HV54 9.03 HV0.21..01 0.90 8 .07 HV0.32..015 0.147 .1 HV0.54..02 0.19 6 .2 HV19..025 0.245 ..61 HV0.03 0.294 ..42 HV0.05 0.490 3 HV0.1 0.980 7 注：可使用大于980.7N的额定试验力。 试件应有刚性支撑。 支撑面应清洁，无异物（划痕、油脂、污垢等）。 试验件牢固地固定在支撑件上非常重要，这样试验过程中就不能发生位移。使压头接触试验件表面，用试验力垂直压下，不得振动和摆动，直至试验力达到规定值。从开始施加力到力达到额定值的时间不应少于2秒，也不应超过8秒。对于维氏硬度微试验和低拉力维氏硬度试验，最长时间不应超过10秒。
压头的穿透速度不得超过 0.2 mm/s。对于维氏硬度微测试，压头接触试件的速度最好在 15 μm/s 和 70 μm/s 之间。如果测试设备需要适当的条件，则应满足这些条件。测试时间应在 10 s 和 15 s 之间，除非测试具有独立时间要求的材料超出此范围。对于这些测试，允许超时并应予以规定（见 4.2 中的示例）。测试设备在整个测试过程中不得振动。 两个相邻标记之间的距离以及压痕与试件边缘之间的距离应对应于表4规定的平均对角线长度d。表4 压痕位置试件材料钢、尼龙、钛合金、铜和铜合金轻金属（钛合金除外）、铅、锡及其合金两个相邻标记中心之间的距离至少3d至少6d压头中心与试件边缘之间的距离至少2.5d至少3d注：如果两个相邻压痕之间的距离不等，则距离d为较大压痕的对角线长度。测量两条对角线的长度。它们的算术平均值用于计算维氏硬度。对于平面，对角线长度的值不得超过5％。如果有差异，必须在试验报告中说明。 放大倍数可使对角线看起来大 25% 至 75%。附件 D 包含用于确定维氏硬度的测试和平面计算表。8. 测试结果的不确定性应根据 ISO 指南对测量不确定度进行完整描述。
独立于源类型，硬度的不确定度可能存在两种来源。一种可能性是基于工艺对所有相关来源进行评估。作为参考，可以使用EA指南。另一种可能性是基于使用标准硬度块[以下称为CRM（参考材料）]的间接校准（参见参考文献[2-5]）。注：不确定度的确定标准在附录D-1中给出。9.试验报告试验报告如有必要，应包括买方和供应商之间商定的从下列中选择的信息。参考本标准获得的试件的所有必要标识的详细信息本标准中未规定的所有操作的详细信息，或任何可能影响试验结果的事件（可选）试验温度，如果超出7a）中规定的范围。注：1硬度值严格在相同的试验力下进行比较。2没有通用的方法可以将维氏硬度准确地转换成其他形式的硬度或抗拉强度。因此，应尽可能避免此类转换。 除非能通过对比试验获得可靠的换算依据。3 应当注意，对于各向异性材料，例如经过严重冷加工的材料，压痕的两个对角线的长度会有所不同。如果可能的话，压痕的对角线应与冷加工方向倾斜约45°。产品规范中应该写明两个对角线长度差异的极限。4 有证据表明，一些材料对应变变化率很敏感。这可能会导致屈服强度值的微小变化。对压痕形成和终止的相应影响将改变硬度值。