維氏硬度計(GB/T4340.1—1999)相關硬度計介紹:HV-5A型數(shù)顯小負荷維氏硬度計
維氏硬度計原理
采用正四棱錐體金剛石壓頭，在試驗力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長度。
試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值按式(3-1)計算：
HV = 常數(shù)×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………(3-1)
式中：HV ———— 維氏硬度符號;
F ―――― 試驗力，N;
d ———— 壓痕兩對角線d1、d2的算術(shù)平均值，mm
實用中是根據(jù)對角線長度d通過查表得到維氏硬度值。
國家標準規(guī)定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm
3.2 維氏硬度的表示方法
維氏硬度表示為HV，維氏硬度符號HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗力值。標準的試驗保持時間為10～15S。如果選用的時間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時間。例如：
600HV30—表示采用294.2N(30kg)的試驗力，保持時間10～15S時得到的硬度值為600。
600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的試驗力，保持時間20S時得到的硬度值為600。
3.3 維氏硬度試驗的分類和試驗力選擇
維氏硬度試驗按試驗力大小的不同，細分為三種試驗，即：維氏硬度試驗、小負荷維氏硬度試驗和顯微維氏硬度試驗。
表3-1維氏硬度試驗的三種方法
維氏硬度試驗可選用的試驗力值很多，見表3-2。
表3-2推薦的維氏硬度試驗力
試驗力的選擇要根據(jù)試樣種類、試樣厚度和預期的硬度范圍而定。標準規(guī)定，試樣或試驗層的厚度至少為壓痕對角線長度的1.5倍。試驗后試樣背面不應出現(xiàn)可見的變形痕跡。
維氏硬度試驗的缺點
維氏硬度試驗效率低，要求較高的試驗技術(shù)，對于試樣表面的光潔度要求較高，通常需要制作專門的試樣，操作麻煩費時，通常只在實驗室中使用。
維氏硬度計的應用
維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學試驗方面小負荷維氏硬度試驗主要用于測試小型精密零件的硬度，表面硬化層硬度和有效硬化層深度，鍍層的表面硬度，薄片材料和細線材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于試驗力很小，壓痕也很小，試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗主要用于金屬學和金相學研究。用于測定金屬組織中各組成相的硬度，用于研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗還用于極小或極薄零件的測試，零件厚度可薄至3μm。
維氏硬度試驗的優(yōu)點
維氏硬度試驗的壓痕是正方形，輕廓清晰，對角線測量準確，因此，維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度*高的，同時它的重復性也很好，這一點比布氏硬度計優(yōu)越。
維氏硬度試驗測量范圍寬廣，可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料(幾個維氏硬度單位)到很硬的材料(3000個維氏硬度單位)都可測量。
維氏硬度試驗*大的優(yōu)點在于其硬度值與試驗力的大小無關，只要是硬度均勻的材料，可以任意選擇試驗力，其硬度值不變。這就相當于在一個很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個統(tǒng)一的標尺。這一點又比洛氏硬度試驗來得優(yōu)越。
在中、低硬度值范圍內(nèi)，在同一均勻材料上，維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結(jié)果會得到近似的硬度值。例如，當硬度值為400以下時，HV≈HB，如圖3-2所示。
維氏硬度試驗的試驗力可以小到10gF，壓痕非常小，特別適合測試薄小材料。
一、里氏硬度計測試基本原理
隨著單片技術(shù)的發(fā)展，1978年，瑞士人Leeb博士首次提出了一種全新的測硬方法，它的基本原理是具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面，測量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度，利用電磁原理，感應與速度成正比的電壓。里氏硬度值以沖擊體回跳速度與沖擊速度之比來表示。
計算公式：HL=1000*(VB/VA)
式中：HL——里氏硬度值
VB——沖擊體回跳速度
VA——沖擊體沖擊速度
洛氏硬度計保養(yǎng)及注意事項
1.試驗人員應遵守操作規(guī)程，能在試驗前后經(jīng)常用標準塊校對儀器。不經(jīng)常使用的硬度計，開機后在標準塊上要進行數(shù)次的硬度測定，穩(wěn)定后，再進行試件的測試。
2.儀器搬運時應托底搬運，不得橫倒,并取下砝碼和吊桿。
3.在硬度測試中，加試驗力、保持試驗力、卸除試驗力時，嚴禁轉(zhuǎn)動變荷手輪。
4.硬度塊的使用只能在工作面進行，兩相鄰壓痕及壓痕中心至邊緣距離不小于3mm，其使用周期為二年。
5.硬度計做好周期檢定工作，每年至少一次以保證硬度計的準確性。
6.硬度計常見故障排除當硬度計發(fā)生故障時，應與有關單位聯(lián)系進行修復，一般常見故障可自行解決。
硬度計長時間不使用時，應用防塵罩將機器蓋好。定期在絲杠與手輪的接觸面注入少量機油。硬度計使用前，應將絲杠頂面和工作臺上端面擦凈。
如發(fā)現(xiàn)硬度示值誤差較大：
①可拿下工作臺，檢查其與絲杠接觸面是否清潔;
?、跈z查絲杠保護套是否頂起工作臺;
③檢查壓頭是否損壞。若施加主試驗力時，指示器指針開始轉(zhuǎn)動很快，然后緩慢轉(zhuǎn)動，說明緩沖器內(nèi)機油太少了，此時可掀起緩沖器上端的氈墊，緩慢地注入清潔的20#機油。同時多次拉推手柄，使活塞上下移動多次，將緩沖器內(nèi)的空氣全部排除，直到活塞沉到底時有油從上面溢出為止。用本機攜帶的標準硬度塊定期檢查硬度計精度。將工作臺及標準硬度塊擦凈，在硬度塊工作面進行試驗，決不允許在支承面試驗。若示值誤差較大，除按本節(jié)第四項檢查外，檢查標準硬度塊支承面是否有毛刺，若有毛刺應用油石打光。在標準硬度塊不同位置試驗時，硬度塊應在工作臺上拖動，不應拿離工作臺。本儀器應定期進行核查，并周期進行檢定。
常使用的硬度計有洛氏硬度計（臺式）與里氏硬度計（便攜式）常用的硬度單位為洛氏HRC、布氏HB、維氏HV?！ ÷迨接捕扔婬R（臺式硬度計） 洛氏硬度試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐休或直徑為1.59/3.18mm的鋼球，在一定的載荷壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料硬度。根據(jù)材料硬度不同，可分為三種不同的標度來表示HRA、HRB、HRC?！ RA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的硬度，用于硬度極高的材料。例如：硬質(zhì)合金?！ RB是采用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：退火鋼、鑄鐵等、合金銅。 HRC是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼?！ 【S氏硬度HV（主要是針對表面硬度測量） 適用于顯微鏡分析。以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用測量壓痕對角線長度，它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定?！ ±锸嫌捕菻L（便攜式硬度計） 里氏硬度是一種動態(tài)硬度試驗法。硬度傳感器的沖擊體在與被測工件沖擊過程中，距工件表面1mm時的反彈速度與沖擊速度的比值乘以1000，定義為里氏硬度值。
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