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维氏硬度计测试影响因素

发布时间:2018-07-16 16:55:04  阅读:
硬度是材料性能的一项非常重要的性能指标,也是生产过程中一种快速进行质量控制的重要手段。最常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度,其中维氏硬度因其可测硬度范围最广

  硬度是材料性能的一项非常重要的性能指标,也是生产过程中一种快速进行质量控制的重要手段。最常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度,其中维氏硬度因其可测硬度范围最广,同时根据测试力值的不同可测工件、镀层、渗层甚至不同显微组织的硬度,尤其是对于尺寸较小的样品,可以通过镶嵌等方式,得到准确的测试结果,因此维氏硬度的应用范围最广。然而维氏硬度测试时,对试样的表面粗糙度要求较高,尤其是小力值的维氏硬度,需要表面进行抛光处理才能得到准确的测试结果。然而在试样制备过程中,想要获取非常平整的表面比较困难,试样经磨抛后,测试面与压头不会完全垂直,会存在一定的角度偏差,尤其是一些镀层、渗层等在试样表面时,磨抛更是会产生一定的倒角,导致测试面与压头存在一定的角度偏差。

  1)测试面与压头的角度

  维氏硬度计测试为压入法,压头在一定的力值作用下,垂直压入待测样品的表面,样品表面产生塑性变形留下菱形的压痕。而当样品表面存在一定的倾斜角度时,菱形压头的四个角位承受的力不一致,造成了压痕形貌有所差别。

  未倾斜的样品压痕周围的塑性变形较为均匀,而倾斜的样品,倾斜角度越大,测试后的塑性变形越严重。与压头接触的坡上部分压痕周围变形更严重,压痕的对角线较短,而坡下部分压痕周围变形较少,压痕的对角线较长。将测试后的样品放平后在显微镜下观察发现,压痕均有不同程度的挤出现象,导致对角线边缘附近有“拱起”现象,这一现象随着倾斜角度的增大而越明显,从而导致压坑越大,造成了对角线长度的增大,硬度测试值变小。

  维氏硬度测试时,测试面与压头的角度偏差会导致维氏硬度测试值偏低,且随角度的增大,偏差越大。为了得到更为准确的测试结果,应在制样时尽可能避免有明显的倾斜角度。同时,随倾斜角度的增大,导致压痕对角线的差值增大,倾斜角度为1~2°时,压痕差值满足国家标准要求,倾斜角度为3°时,不能满足要求。

  2)参数值

  在进行维氏硬度试验时,应确保硬度值的准确性,做好相关参数的优化工作,分析试验力的误差原因,并深入研究这些因素对维氏硬度值的影响,以有效降低测量误差。

  杠杆系统、主轴、工作轴以及砝码重力经一定杠杆比放大形成的力等均属于试验力的组成部分,且还包括上述设施运动过程中受到的摩擦力。由此看出,维氏硬度试验力的误差主要来源于杠杆比、杠杆主轴、工作轴重力、摩擦力以及砝码重力等几部分。在维氏硬度试验过程中,相关参数直接影响着试验力结果,为了减小误差,工作人员应在考虑维氏硬度试验原理的基础上,选择恰当的试验力数值,针对误差超值原因采取有效的解决措施,从而提升维氏硬度试验的准确性。


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