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维氏硬度计的基本操作

时间:[2018-05-07 09:28]    浏览量:

    今天我们就来聊一聊维氏硬度计的基本操作:
一、试样的制备
    试样表面必须精细制备,通常要经过精磨或抛光等工序,表面光洁度不得低于▽10。试面应干燥、清洁,不得有油脂或其它污物。如果不是测试涂料、镀层或氧化层、渗碳层的硬度时,应将该层除掉后再做测试。
   在制备试样时,必须防止试样因过热或过冷作硬化而改变金属的硬度值。
   试样的厚度应达到使支承面上不致留下压头压入时所引起的金属变形痕迹。对于薄试样,其支承面也应平滑而且应与硬度计的工作台面完全接触。
   凡是带有机械加工痕迹(划线、沟槽)和其它夹物及各种表面缺陷的试样或零件都不能进行试验,因为这会使金刚石压头受到损坏。
   试样放置在工作台上,其试面应垂直于压头的轴线,试面的倾斜不得超过2′,因为倾斜会使所得结果产生偏差。如果试样表面是球形、锥形及其它特殊曲线形式,则应采用特殊的工作台,并应使压入试样的力的方向径向地对着试面。
二、压头
    维氏硬度试验压头应具有规定的几何尺寸,即两锥面夹角为136′,其偏差不得超过±30′。对于标准压头应不大于±15′。压头顶端0.3毫米范围内,在放大50倍的显微镜下,不应看到裂纹、砂眼、崩角及划痕等表面缺陷。其表面光洁度不得低于▽12,压头角锥棱线应交于一点,如不交于一点,即产生屋脊式横刃l,如图4.6所示,该值不得大于0.002毫米。因为压头的几何形状将直接构成压痕的尺寸,而压痕的尺寸是决定硬度值的主要数据,因此压头的几何尺寸正确与否,对试验结果颇有影响。此外,压头轴线与压头柄的轴线应重合,其偏差不应大于0.03毫米,偏斜度不应大于30′。
三、负荷的施加与卸除
    试验负荷应在无冲击和振动的环境中,平稳匀速地通过压头施加在试样上。负荷的施加速度对所测硬度值有一定的影响,该速度可用压头压向试样的空程下降速度表示,也可用压头接触试样到负荷全部施加完的压头压入试样的时间表示。在相同的空程下降速度情况下,对不同负荷和不同硬度范围的试样,所得对应的压头压入时间是不同的,换句话说,以压头压入试样的时间表示加荷速度时,必须按负荷级和试样的硬度范围分别确定。
    加荷速度不宜过快,维氏硬度试验是属静载压入试验,如果速度过快,就会产生不应有的附加动能和惯性力,乃至冲击力,同时作用在试样上,从而使所测得的硬度值较实际值偏低。更主要是容易损坏压头,这是绝对应予以避免的。但也不能无限度的缓慢,经过实验确定的合理的负荷施加速度,若以压头下降的空程速度表示,应为0.15-0.25毫米/秒;若用压头压入试样的时间表示,在测定HV450±50的试样时,其压入时间在5公斤负荷时应为3-4秒;10公斤负荷时为4-5秒;30公斤负荷时为5-6秒;100公斤时为10-12秒。
     负荷卸除时同样不应有晃动、冲击等,就平稳、匀速,其快、慢对硬度值的影响不甚明显,所以一般不作具体规定。
四、负荷保持时间
    试验时,压头在一定的负荷作用下压入试样后并保持一段时间以后才卸除,这一段时间称为负荷保持时间或保荷时间。众所周知,使物体发生塑性变形的力,作用在该物体上的时间长短,在一定的时间范围内对于塑性变形的大小是有影响的。所以同理可知,保荷时间的长短对所得硬度值是有影响的,因此,在各国的标准试验法中针对不同的试样都有具体的规定。我国选定30秒为最佳保荷时间。在定度标准硬度块和检定维氏硬度计时均采用这一保荷时间,对于一般测试项目,在测定精度允许的范围内,为了提高测定效率,也可采用10-15秒。但对于有色金属则不能小于30秒。
五、压痕对角线的测量
    压痕对角线测量准确与否,将直接影响试验结果。因此硬度计的测量机构一定要具有足够的测量精度。由维氏硬度试验法的计算公式中可见,硬度值与压痕对角线的平方成反比,这表明对角线的测量偏差将双倍地影响硬度值的精度。这一点我们将在研究维氏硬度误差来源时再作阐述。
    以上就是维氏硬度计的基本操作步骤。