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金屬維氏硬度測(cè)試及注意事項(xiàng)

金屬維氏硬度測(cè)試方法

  對(duì)于維氏硬度測(cè)試，將壓角為136°的方形基本角錐用作壓頭（開(kāi)口角=角錐的兩個(gè)相對(duì)表面之間的角度）。選擇角度，以使維氏硬度值與布氏硬度值在一定程度上具有可比性（適用于大約400 HBW或400 HV）。將金剛石棱錐以增加的力壓入材料表面，并在達(dá)到所需測(cè)試力時(shí)保持約10至15秒。與布氏硬度測(cè)試一樣，測(cè)試力F與壓痕表面A（金字塔形表面積）之比用作維氏方法的硬度值：

  HV=0,102?F/A

圖：維氏硬度測(cè)試程序

  在維氏硬度測(cè)試中，將四面菱形棱錐壓入要測(cè)試的材料中。留下的壓痕表面是硬度值的度量！

  系數(shù)0.102再次來(lái)自不再使用的單位“千磅”（請(qǐng)參閱布氏硬度測(cè)試）。可以從留下的壓痕的對(duì)角線確定壓痕表面。有了這個(gè)對(duì)角線d（mm）和測(cè)試力F（以N為單位），然后按以下方式確定維氏硬度值HV：

維氏硬度 HV =0.1891?F/d2

  壓痕對(duì)角線d由兩個(gè)對(duì)角線d1和d2的平均值確定,彼此成直角：

  d = (d1 + d2)/2

圖：要保持的間隔距離

金屬維氏硬度測(cè)試結(jié)果的有效性

  為避免材料在樣品另一側(cè)鼓起的風(fēng)險(xiǎn)，厚度不得低于一定的規(guī)定值。規(guī)定厚度取決于材料的預(yù)期硬度和測(cè)試負(fù)荷。

圖：樣品的規(guī)定厚度與硬度和測(cè)試載荷的關(guān)系

  另外，距離a從壓痕中心到樣品邊緣的距離至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線d值的2.5倍，為了防止物料側(cè)向流動(dòng)：
  a≥2.5?d

  此外，鋼和銅樣品的兩個(gè)相鄰壓痕之間的距離應(yīng)至少相隔一個(gè)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的三倍（鋁樣品為六倍）。這是為了消除凹痕周圍的加工硬化現(xiàn)象的影響。

  Δa≥3?d

金屬維氏硬度值的可比性

  與球相比（如布氏硬度測(cè)試中的球），金剛石壓頭即使在不同的測(cè)試負(fù)載下也始終在一定程度上提供相似的幾何壓痕。因此，對(duì)于相同的樣品，雙力也會(huì)導(dǎo)致雙壓痕表面。因此，盡管受力不同，但硬度值與壓痕表面的比值始終是相同的*。但是，硬度值與測(cè)試負(fù)載的獨(dú)立性不適用于低測(cè)試負(fù)載。在這種情況下，彈性變形占總變形的較大比例。結(jié)果，剩余的棱錐壓痕較小，因此假裝較高的硬度值。
  *）布氏硬度測(cè)試不是這種情況。在那里，雙力（較高的負(fù)載系數(shù)）將導(dǎo)致所用同一球的硬度值不同。
  因此，只有在相同的測(cè)試負(fù)荷下確定維氏硬度值時(shí)，才可以將它們相互比較。硬質(zhì)材料總是比軟質(zhì)材料需要更高的測(cè)試負(fù)載。根據(jù)材料的預(yù)期硬度，規(guī)定了不同的測(cè)試載荷范圍。在三個(gè)載荷范圍之間進(jìn)行區(qū)分。
  一方面，所謂的宏觀測(cè)試范圍具有49.03 N（5 Kgf）至980.7 N（100 Kgf）的測(cè)試負(fù)載，在該范圍內(nèi)，硬度值實(shí)際上與測(cè)試負(fù)載無(wú)關(guān)（“超硬度”）。
  另一方面，微測(cè)試范圍介于1.961 N（0.2 Kgf）和29.42 N（3 Kgf）之間。這樣的載荷范圍用于薄薄的表面層和金屬薄板以及成品零件，以免損壞組件（“超硬”）。
  在特殊情況下，也使用0.098 N（0.01 Kgf）至1.961 N（0.2 Kgf）的納米測(cè)試范圍（“納米硬度”）。在布氏過(guò)程中，所使用的棱錐壓頭比球具有額外的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槔忮F狀的凹槽即使在較小的凹槽深度下也可以留下較銳利的邊緣，因此可以更好地進(jìn)行測(cè)量。因此，在較低的壓入深度下，維氏測(cè)試的精度比布氏硬度測(cè)試高。
  與布氏硬度測(cè)試相反，維氏測(cè)試方法適用于所有硬度范圍，即從非常軟到非常硬的材料。另外，該方法還可以用于薄板或薄表面層，這使其成為通用的硬度測(cè)試方法。
  維氏硬度測(cè)試適用于很軟到非常硬的材料，尤其是薄片！

金屬維氏硬度值標(biāo)注規(guī)范

  維氏硬度的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括硬度值，測(cè)試力和施加時(shí)間。后者可以省去10到15秒的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

圖：符合標(biāo)準(zhǔn)的維氏硬度值規(guī)格

  布氏硬度和維氏硬度測(cè)試均使用留下的壓痕表面作為硬度度量。壓痕的幾何形狀由光學(xué)顯微鏡確定。這通常需要光滑的表面，以使壓痕清晰可見(jiàn)。在測(cè)試之前可能需要對(duì)樣品進(jìn)行拋光。因此，這些過(guò)程通常不適合自動(dòng)化生產(chǎn)。因此，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要用到洛氏硬度試驗(yàn)。

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