為確切得到被測(cè)對(duì)象的真實(shí)硬度,必須選擇恰當(dāng)負(fù)荷。選擇全自動(dòng)顯微硬度計(jì)負(fù)荷應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則:
1、在測(cè)定薄片或表面層硬度時(shí),要根據(jù)壓頭壓入深度和試件或表面層厚度選擇負(fù)荷。因?yàn)橐话阍嚰虮砻鎸雍穸仁侵赖?,而被測(cè)部位硬度或硬度范圍也應(yīng)是可知道的,基于壓頭壓入試樣時(shí)擠壓應(yīng)力在深度上涉及范圍接近于壓入深度的10倍,為避免底層硬度的影響,壓頭壓入深度應(yīng)小于試件或表面層的十分之一。
2、對(duì)試樣剖面測(cè)定硬度時(shí),應(yīng)根據(jù)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度和剖面寬度選擇負(fù)荷。基于壓頭壓入試樣時(shí)產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力區(qū)域大可從壓痕中心擴(kuò)展到4倍對(duì)角線的距離。為避免相鄰區(qū)域不同硬度或空間對(duì)被測(cè)部位硬度影響,所以壓痕中心離開(kāi)邊緣的距離應(yīng)不小于壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5倍,即壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度為試件或表面層剖面寬度的五分之一。
3、當(dāng)測(cè)定晶粒、相、類雜物等時(shí),應(yīng)遵守以上兩個(gè)原則來(lái)選擇負(fù)荷,壓頭壓入深度不大于其厚度的1/10,壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度應(yīng)不大于其面積的1/5。
4、測(cè)定試件(零件、表面層、材料)平均硬度時(shí),在試件表面尺寸及厚度允許的前提下,應(yīng)盡量選擇大負(fù)荷,以免試件材料組織硬度不均勻影響試件硬度測(cè)定的正確性。
5、為保證測(cè)量度,在情況允許時(shí),應(yīng)選擇大負(fù)荷,一般應(yīng)使壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度大于20μm。
6、考慮到試件表面冷加工時(shí)產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力硬化層的影響,在選擇負(fù)荷時(shí)應(yīng)在情況許可的情況下選擇大負(fù)荷。
顯微硬度計(jì)就是將兩相對(duì)面夾角為136°的金剛石四棱錐體壓頭,在一定的試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面,保持一定的時(shí)間后,卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度,然后查對(duì)角線長(zhǎng)度與顯微硬度值對(duì)應(yīng)表,得到顯微硬度試驗(yàn)值。
這種試驗(yàn)原理是一種簡(jiǎn)化后的試驗(yàn)操作過(guò)程,真正顯微硬度是試驗(yàn)力除以壓痕錐形表面積所得的商,壓痕錐形表面積可由壓頭錐角和壓痕直徑計(jì)算得出,最后得到顯微硬度計(jì)算公式:
式中:HV一顯微硬度值,F(xiàn)一試驗(yàn)力,d一壓痕直徑。
壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度與顯微硬度計(jì)值的對(duì)應(yīng)表就是由公式計(jì)算出來(lái)的。
顯微硬度計(jì)和維氏硬度計(jì)所用的載荷分別為:1kg、2kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等,常用的為1kg、2kg、5kg、10kg、30kg、50kg。
載荷的大小主要取決于試件的厚度。
測(cè)試的最終硬度是通過(guò)壓痕單位面積上所能承受的載荷來(lái)表示的。
將選定的固定實(shí)驗(yàn)力(載荷)壓入試樣表面,并經(jīng)過(guò)規(guī)定的保持時(shí)間(保荷),然后卸除實(shí)驗(yàn)力(卸荷)后,在試樣表面殘留出一個(gè)底面為正方形的正四棱錐或克努普壓痕;
通過(guò)測(cè)微目鏡測(cè)量其對(duì)角線的長(zhǎng)度,得到壓痕的面積,顯微硬度值就是實(shí)驗(yàn)力與壓痕表面積的比值。
顯微硬度計(jì)的主要用途
顯微硬度計(jì)主要用于測(cè)量微小、薄型試件、脆硬件的測(cè)試,通過(guò)選用各種附件或者升級(jí)各種結(jié)構(gòu)可廣泛的用于各種金屬(黑色金屬、有色金屬、鑄件、合金材料等)、金屬組織、金屬表面加工層、電鍍層、硬化層(氧化、各種滲層、涂鍍層)、熱處理試件、碳化試件、淬火試件、相夾雜點(diǎn)的微小部分,玻璃、瑪瑙、人造寶石、陶瓷等脆硬非金屬材料的測(cè)試。
在細(xì)微部分進(jìn)行精密定位的多點(diǎn)測(cè)量,壓痕的深層測(cè)試與分析,滲鍍層測(cè)試與分析,硬度梯度的測(cè)試,金相組織結(jié)構(gòu)的觀察與研究,涂鍍層厚度的測(cè)量與分析等。
是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)檢部門(mén)、計(jì)量院所質(zhì)量控制、材料研究的必備檢測(cè)儀器。