維氏硬度計以49.03～980.7N的負荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規定時間后,用測量壓痕對角線長度,再按公式來計算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度,試驗負荷﹤1.949.03N,它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定;顯微維氏硬度,試驗負荷﹤1.961N,適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。
試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計算公式:HV = 常數×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………式中:HV ――― 維氏硬度符號;F ――― 試驗力(單位N);d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術平均值(單位mm)。實用中是根據對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家標準規定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm。見上面維氏硬度計試驗原理圖示。