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维氏显微硬度计值受哪三个方面影响

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浏览:138次 2013/11/15

  一、试样材料的特征和加工方法的影响
  (1)试样本身的影响
  试样材料有明显的织构特征时,压痕形状将不规则;压痕在一个晶粒上不同的位置,如在晶内或邻近晶界或邻近第二相,对所测得的结果都会有影响;如果被测晶粒极薄,压痕会陷入底下的晶粒之中;经变形的试样应注意纵横断面;即使是单相合金,对于一个晶粒与另一个晶粒的位向有所不同,也会反映出差异。综上所述,应注意到压痕的位置最少应距离晶界一个压痕对角线的长度。被测晶粒的厚度至少10倍于压痕的深度。在维氏显微硬度计选择测定位置时,宜选择较大的晶粒和相对粗大的相,因为小的晶粒或相很可能是极薄的一片。
  在维氏显微硬度计试样表面特征方面,如试样表面光洁度、表面有无疏松、工作面与支撑面的不平衡度均与所测结果的准确性有影响。
  (2)试样加工方法的影响
  机械抛光对显微硬度值有明显影响,这是因为抛光时表层会产生很小的塑性变形,有表层还会产生一层很薄的非晶层,所以机械抛光所测得的显微硬度值比电解抛光所测得的结果要。这在低负荷时(小于10克)更为明显。不良的机械抛光,能使钢材的显微硬度值增25~28%,铝合金增10~12%,铜合金增45~55%.因此,用机械抛光制备试样时,应注意用较小的研磨压力,尽量缩短抛光时间。有条件时,最好选用电解抛光方法。
  二、试验条件和操作方法的影响
  工作室的环境条件,如室内和附近是否有产生振动的其它设备等。在维氏显微硬度计操作方法上如加负荷的速度、加负荷后保持的时间长短以及测试人员视力、工作熟练程度和质量等主观因素均会造成影响。
  除以上所述的三个主要方面的影响因素外,应特别提出,在显微硬度试验中,即使负荷本身不存在超差的情况,对于同一均匀试样,其它试验条件均处于理想条件下,当改变负荷时,也会出现所得硬度值不相同的情况。这是由于压头以一定的负荷压入试样表面,试样表面上形成压痕,当负荷去除后,压痕将因金属的弹性回复而稍微缩小。弹性回复是金属的一种性能,它只与金属的种类有关,而与产生压痕的负荷无关。就是说,不管负荷变化如何,压痕的大小怎样,弹性回复几乎都是一个定值。因此,当负荷较小时,压痕因弹性回复而收缩的比例就比较大,所以根据回复后压痕尺寸计算求得的显微硬度值总是比较。此点正是研讨显微硬度计试验法是否存在“几何相似定律”问题中的一个重要因素。
  三、仪器误差的影响
  仪器误差主要反映在负荷、压头与显微镜的精度:
  (1)负荷的影响:主要因素为砝码重量超差,表现为锈蚀、损伤、表面镀层脱落等;负荷弹簧性能变化等;负荷作用力方向与试样不垂直,这时会产生一个水平分力,使负荷减小;加荷机构上未被平衡的摩擦阻力,常常是由于机体安装水平未调整好,或者由于主轴导向机构不对中心所引起。
  一般来讲,维氏显微硬度计负荷值的误差与硬度值误差成正比,但方向相反。即当符合误差为±1%时,硬度值产生的误差为±1%。硬度误差还随负荷的降低而增,所以在试验条件允许的情况下,应尽可能选用较大的负荷进行试验。
  (2)压头的影响:压头的几何形状和其面角与横刃的公差应受技术条件规定的约束,否则均会对硬度值造成影响,但这决定与压头生产的厂家。压头的四个三角形工作面应光滑、平整和有良好的光洁度,有条件的单位应对新的压头进行检验。在使用过程中压头受到损伤,如顶角磨损、压头工作面上附着有油污或压头上粘滞着某些金属,会使压痕边缘粗糙和不规则,这些均会增大测量误差,影响示值精度。
  (3)显微镜的精度:测微目镜的测量精度不够,会造成压痕对角线的测量误差,对显微硬度值的影响的计算公式与维氏相同,压痕对角线的误差会使硬度值的误差成倍增长,即硬度误差是压痕对角线误差的两倍。此外,维氏显微硬度计物镜放大倍数的准确性也直接影响到硬度值的计算结果。因此,仪器应该定期进行校正,即检查和校正在倍和低倍物镜下,测微目镜上每一小格的实际格值。

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