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GB∕T 4340.1-2009 金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法.pdf简介：

GB/T 4340.1-2009《金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法简介》是中国国家标准，该标准规定了维氏硬度试验的基本原理、试验设备、试样制备、试验方法、数据处理以及结果解释等内容。维氏硬度是一种用于测定材料硬度的方法，它通过测量材料表面在受压下产生微小凹陷的深度来确定硬度值。

维氏硬度试验的特点是测量精度高，适用于薄材料和表面硬化层的硬度测定，尤其适合于金属及其合金，如钢、铸铁、铝、铜等。试验过程中，使用一个金刚石或立方氮化硼的维氏压头，以一定的角度压在材料表面，然后根据压痕的深度和尺寸计算出硬度值HV。

在执行该标准时，需要注意试样的制备、试验条件的控制（如加载速度、保压时间等）、硬度计的校准以及数据的准确记录和处理。该标准的目的是为了保证硬度测试的公正、准确和可比性，为材料的质量控制和性能评价提供依据。

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中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会

GB/T4340.1—2009

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GB∕T 21936-2008 土方机械 安装在机器上的拖拽装置 性能要求金属材料维氏硬度试验 第1部分：试验方法

GB/T4340的本部分规定了金属维氏硬度试验的原理、符号及说明、试验设备、试样、试验程序、结 果的不确定度及试验报告。 本部分按三个试验力范围规定了测定金属维氏硬度的方法（见表1）

本部分规定维氏硬度压痕对角线的长度范围为0.020mm～1.400mm。 注1：当压痕对角线小于0.020mm时，必需考虑不确定度的增加。 注2：通常试验力越小，测试结果的分散性越大，对于小力值维氏硬度和显微维氏硬度尤为明显。该分散性主要是 由压痕对角线长度的测量而引起的。对于显微维氏硬度来说，对角线的测量不太可能优于士0.001mm。 特殊材料或产品的维氏硬度试验应在相关标准中规定。

存顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压人试样表面，保持规定 ，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长度（见图1）。

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5.3维氏硬度计压痕测量装置

维氏硬度计压痕测量装置应符合GB/T4340.2相应要求 注：附录C给出了使用者对硬度计进行日常检查的方法

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6.1试样表面应平坦光滑，试验面上应无氧化皮及外来污物，尤其不应有油脂，除非在产品标准中另有 规定。试样表面的质量应保证压痕对角线长度的测量精度，建议试样表面进行表面抛光处理。 6.2制备试样时应使由于过热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。 6.3由于显微维氏硬度压痕很浅，加工试样时建议根据材料特性采用抛光/电解抛光工艺。 6.4试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍，见附录A。试验后试样背面不应出现可见 变形压痕。 6.5对于在曲面试样上试验的结果，应使用附录B表B.1～表B.6进行修正。 6.6对于小截面或外形不规则的试样，可将试样镀嵌或使用专用试台进行试验

7.1 试验一般在10℃～35℃室温下进行，对于温度要求严格的试验，室温应为23℃士5℃。 7.2 应选用表3中示出的试验力进行试验

注：维氏硬度试验可使用大于980.7N的试验力。 显微维氏硬度试验的试验力为推荐值，

7.3试台应清洁且无其他污物（氧化皮、油脂、灰尘等）。试样应稳固地放置于钢性试台上以保证试验 过程中试样不产生位移。 7.4使压头与试样表面接触，垂直于试验面施加试验力，加力过程中不应有冲击和振动，直至将试验力 施加至规定值。从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2s～8s之间。对于小力值维氏硬度试 验和显微维氏硬度试验，加力过程不能超过10s且压头下降速度应不大于0.2mm/s。 对于显微维氏硬度试验，压头下降速度应在15μm/s～70μm/s之间。 试验力保持时间为10s～15s。对于特殊材料试样，试验力保持时间可以延长，直至试样不再发生 塑性变形，但应在硬度试验结果中注明（见4.2示例)且误差应在2s以内。在整个试验期间，硬度计应 避免受到冲击和振动。 7.5任一压痕中心到试样边缘距离，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、锡及其合金至少应为压痕对角线长度的3倍。 要担邻压痘中心之间的斯商对工钢银及银会会至少应为压疫对免线长度的2位对于轻会局

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试样厚度，单位为米（mm） 硬度值，HV

图A.2用于确定试样最小厚度，本图按试样最小厚度为压痕对角线长度的1.5倍设计。将右边标 尺选定的试验力和左边标尺硬度值作一连接线，此连接线与中间标尺的交点所示的值为该条件下的试 样最小厚度。

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硬度值； 最小厚度，单位为毫米（mm）； 对角线长度d，单位为毫米（mm）； 硬度符号，HV； 试验力F，单位为牛顿（N)。 图A.2试样最小厚度图（HV0.01~HV100）

表B.1和表B.2给出了在球面上进行试验时的修正系数。 修正系数根据压痕对角线d的平均值与球直径D的比率列表。

表B.1和表B.2给出了在球面上进行试验时的修正系数。 修正系数根据压痕对角线d的平均值与球直径D的比率列表 示例： 凸球面 D=10mm 试验力 F=98.07N 压痕对角线平均值d=0.150mm 口 D 10 98.07

附录B （规范性附录） 在曲面上进行试验时使用的修正系数表

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表B.3凸圆柱面（一对角线与圆柱轴线呈45°）

GB/T 4340.1—2009表B.4凹圆柱面（一对角线与圆柱轴线呈45°）d/D修正系数d/D修正系数0.0091. 0050.1271. 0800. 0171. 0100.1341. 0850. 0251.0150. 1411. 0900.0341.0200.1481. 0950.0421. 0250.1551. 1000.0501.0300.1621. 1050.0581.0350.1691. 1100.0661.0400.1761. 1150. 074NIH1,0450.1831.1200. 0821.0500.1891. 1250.0891.0550.1961. 1300. 097C1.0601. 1350.1041,0650.2091. 1400.1121.0700.2161. 1450. 1191.0750.2221. 150表B.5凸圆柱面（一对角线平行于圆柱轴线）Sd/DS修正系数d/D修正系数0.009山0.9950.0850.9650.019R0.9900.1040.9600.029P0.980.1260.9550.0410.9800.1530.9500.054S0.9750.1890.9450.068D0.9700.2430.9406凹圆柱面（对角线平行于园柱轴线）d/D修正系数d/D修正系数0.0081.0050.0871.0800.0161.0100.0901. 0850.02311050.0931. 0900.0301.0200.0971. 0950.0361,0250.101. 1000. 0421.0300.1031. 1050.0481. 0350.1051. 1100.0531. 0400. 1081. 1150.0581.0450, 1111.1200. 0631. 0500.1131. 1250.0671.0550.1161. 1300.0711. 0600.1181.1350.0761. 0650. 1201. 1400. 0791. 0700.1231. 1450.0831.0750.1251. 150

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使用者应在当天使用硬度计之前，对其使用的硬度标尺或范围进行检查。 日常检查之前，（对于每个范围/标尺和硬度水平）应使用依照GB/T4340.3标定过的标准硬度块 上的标准压痕进行压痕测量装置的间接检验。压痕测量值应与标准硬度块证书上的标准值相差在 GB/T4340.2给出的最大允许误差以内。如果测量装置不能满足上述要求，应采取相应措施。 日常检查应在按照GB/T4340.3标定的标准硬度块上至少打一个压痕。如果测量的硬度（平均） 值与标准硬度块标准值的差值在GB/T4340.2中给出的允许误差之内，则硬度计被认为是满意的。如 果超出，应立即进行间接检验。 所测数据应当保存一段时间，以便监测硬度计的再现性和测量设备的稳定性。

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附 录D （资料性附录） 硬度值测量的不确定度

附 （资料性附录） 硬度值测量的不确定度

本附录定义的不确定度只考虑硬度计与标准硬度块(CRM)相关测量的不确定度。这些不确定度 反映了所有分量不确定度的组合影响（间接检定）。由于本方法要求硬度计的各个独立部件均在其允许 偏差范围内正常工作，故强烈建议在硬度计通过直接检定一年内采用本方法计算。 图D.1显示用于定义和区分各硬度标尺的四级的计量朔源链的结构图。朔源链起始于用于定义 国际比对的各硬度标尺的国标基准。 一定数量的国家基准 基础标准硬度计“定值”校准实验室用基 础参考硬度块。当然，基础标准硬度计应当在尽可能高的准确度下进行直接标定和校准。

JTJ 003-1986 公路自然区划标准图D.1硬度标尺的定义和量值传递图

本程序用平方根求和的方法（RSS)合成u（各不确定度分项见表D.1)。扩展不确定度U是u和 包含因子k（k=2)的乘积。表D.1给出了全部的符号和定义。

硬度计的偏差6起源于下面两部分之间的差异： 校准硬度计的五个硬度压痕的平均值；

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标准硬度块的标准值。 可以用不同的方法确定不确定度，

计算不确定度的步骤：硬

除去方法1，也可以选择方法2。方法2是与控制流程相关的方法，可以获得较小的不确定度。 U=k·√u²+u+ucRM+u²+u ..........................（D.3)

表示测量结果时应注明使用的是哪种方法。通常用方法1（D.4.1)测量不确定度（见表D.1GB-T228.1-2010-金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法， 第11步)。 表示测量