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      維氏硬度計的基本原理和特點

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      人氣:-發表時間:2017-06-16 09:14【

      維氏硬度試驗方法是英國史密斯(R.L.Smith)和塞德蘭德(C.E.Sandland)于1925年提出的。英國的維克斯—阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司試制了以此方法進行試驗的硬度計。因此該試驗方法被稱為維氏(Vickers)硬度試驗方法,進行此種硬度試驗的硬度計被稱為維氏硬度計。 

      維氏硬度試驗的試驗力向小的方向延伸,就出現了小負荷維氏和顯微維氏硬度試驗。

      通常將維氏硬度按試驗力大小分為以下三種: 

      維氏 :F≥49.03N (HV5以上)

      小負荷維氏:1.961N≤F≤49.03N (HV0.2至HV3)

      顯微維氏:F≤1.961N (HV0.2以下) 

      在實際使用中,特別是維氏硬度計的設計時,往往根據使用方便,試驗力相互交叉,劃分并不十分嚴格。以下非特別注明時,統稱為:維氏硬度試驗。

      維氏硬度試驗基本原理

      維氏硬度試驗原理基本上和布氏硬度相同,所不同的是壓頭用金剛石正四棱錐壓頭。正四棱錐兩對面的夾角為136°,底面為正方形,如圖2.2-1所示。

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      圖2.2-1 維氏金剛石棱錐壓頭               圖2.2-2 維氏硬度試驗基本原理 

      維氏硬度試驗基本原理是將兩相對面夾角為136°(兩相對棱夾角為148°6’42’’)的金剛石正四棱錐壓頭,在一定的試驗力作用下壓入試樣表面,保持一定的時間后,卸除試驗力,測量壓痕對角線長度,如圖2.2-2所示,以試驗力除以壓痕錐形表面積所得的商表示維氏硬度值。 

      則維氏硬度的計算公式為:  

      ydjqt6_clip_image005.gif

      式中: 

      HV—— 維氏硬度值(kgf/ mm2) 

      F—— 試驗力(kgf) 

      S—— 壓痕錐形表面積(mm2) 

      d—— 壓痕對角線平均長度(mm) 

      Θ—— 壓頭兩相對面夾角(136°) 

      當試驗力的單位為N時,維氏硬度值可由下面的公式得出: 

      ydjqt6_clip_image007.gif

      維氏硬度值的表示

      將HV作為維氏硬度值單位的表示符號。由于硬度值與試驗條件相關,因此在HV后要標注主要的試驗條件。HV前的數字表示硬度值,HV后第1個數字表示試驗力(kgf),第2個數字表示不同于10~15s的保荷時間(10~15s是標準試驗力保荷時間)。例如: 

      440HV10表示:在10kgf試驗力作用下保持10~15s測得的維氏硬度值為440。 

      440HV10/30表示:在10kgf試驗力作用下保持30s測得的維氏硬度值為440。

      維氏硬度試驗的特點和應用范圍

      和布氏、洛氏硬度試驗相比,維氏硬度試驗測量范圍較寬,從較軟材料到超硬材料,幾乎涵蓋各種材料;

      維氏硬度試驗具有相似性,使得試驗力的選取具有較大的靈活性;

      由于壓痕輪廓較清晰,測量對角線長度時,具有較高的對線精確度,因而硬度的測量精確度較高;

      顯微維氏硬度試驗的試驗力很小,因而可對特別細小的試件進行硬度測定。

      維氏硬度試驗特別適應于精密儀表中的薄件、小件以及鍍層、滲碳、滲氮層等的硬度測定。顯微維氏硬度試驗因其試驗力比較小,更能進行材料金相組織及脆性材料的硬度測量。


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