维氏硬度计的测定原理和布氏硬度计基本相同，所不同的是维氏硬度计采用了锥面夹角为136°的金刚石四方角锥体。这时由于压入角Φ恒定不变，使得载荷改变时，压痕制造何形状相似。因此，在维氏硬度计试验中，载荷可以任意选择，而所得硬度值相同，这是维氏硬度计试验主要的特点，也是的优点，四方角之所以选136°，是为了使所测数据与HB值能得到的配合。因为一般布氏硬度试验时压痕直径d多半在（0.25～0.5）D之间，取平均值为0.35D，这时布氏硬度的压入角Φ=44°，而面角为136°的正四菱形角压痕的压入角也等于44°，所以在中低硬度范围内，维氏硬度与布氏硬度值很接近。
维氏硬度值以符号HY表示，其值可表示为
式中 P——载荷的大小（N）；
A凹——凹痕面积（mm2）
d——压痕对角线长度（mm）
由式可以看出，只是量出压痕对角线长度d，即可求出HV值，HV值的单位为N/mm2。若单位采用MPa，则式右边乘以0.102才得所求HV值。
维氏硬度试验法一般按国标CB 4340-1999标准执行。
维氏硬度试验法的优点是不存在布氏硬度试验时，要求载荷P和压头直径D所规定条件的约束，以及压头变形问题，也不存在洛氏硬度法那种硬度值无法统一的问题。不仅载荷可以任意选取，而且材质不论软硬，测量数据稳定可靠，高。惟一的缺点是硬度值需通过测量对角线长度后才能计算出来，因此测量效率不及洛氏硬度试验法高。
基于上述优点，维氏硬度法广泛应用于材料试验研究工作中。在热处理工艺质量检验中，常用低载荷维氏硬度测定表面淬火时硬化层深度和化学热处理（如渗氮）件表面硬度以及小件和薄件硬度等。
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