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金属和合金的维氏硬度测试
时间:2021-03-15来源: 本站 字体:[ ]

硬度测量中使用最广泛的方法之一是维氏硬度测试,它是一种微压痕测试。在该测试中,在施加的负载下将压头压入材料表面,从而产生压痕。通过使用公式,根据HVN来测量产生的压痕对角线的长度。

诸如RockwellBrinell之类的硬度测试在工业中更为常用,但更严格地规定了Vicker硬度测试用于涂层硬度和实验室研究目的。

对于研究和开发目的而言,使维氏硬度测试非常有效的基本特征是:

  • 可用于软硬材料,小而薄的样品

  • 压头在正常操作期间不会变形

  • 仅使用一个线性且一致的标度

  • 可用于不同相的硬度测量

维克硬度试验机

维氏硬度试验机

维氏硬度测试标准

以下是维氏硬度测试的标准,其中描述了测试程序及其规格。

  • ASTM E 384(用于微压痕)

  • ASTM E 92(用于宏缩进)

  • ISO 6507

维氏硬度测试理论

原则

使用维氏硬度测试的硬度测量是借助线状显微镜(标准4倍至500倍)进行的。压痕是在压头的帮助下使用标准负载和测试时间形成的。使用施加的载荷和形成的压痕直径,我们得到硬度值。所有的长度测量都是在显微镜的帮助下进行的,最终的读数是最终获得的硬度值。

在维氏硬度测试中,样品用金刚石压头压痕。压头为金字塔形,相对面之间的夹角为136,且夹角为1至120千克力加载。用于维氏硬度测试的金刚石压头的形状和压痕如下所示:

维氏硬度测试压头及其印模维氏硬度计压头及其印象

加载应用程序的时间通常为10-15秒。形成的印象通常基于正方形。去除负载后,测量与方形底角相对的对角线,并将平均直径视为确定方形面积的参数的最终值。硬度值是通过将施加的载荷除以方形压痕的面积而获得的。硬度值可以用VHN(维氏硬度值),VPN(维氏金字塔数)和DPH(金刚石金字塔硬度数)表示。

维氏硬度测试

维氏硬度测试原理

维氏硬度值通过以下公式计算:


如何阅读维氏硬度测试维氏硬度测试公式

在哪里:

P =公斤重量。

d =相对的对角线对角线的平均长度,以毫米为单位。

维氏硬度计的类型

维氏硬度测试根据施加的载荷可分为两种类型:

1.显微压痕硬度测试

2.宏观压痕硬度测试

在这两个测试中,将金字塔形金刚石压头压入材料中以产生压痕,**的区别在于施加的载荷量。在微压痕测试中,材料的硬度是在微尺度上测量的,所施加的载荷范围为1gf至1000gf。在进行宏观压痕硬度测试的情况下,材料的硬度是宏观测量的,施加的载荷为1 – 120 kgf。

维克斯硬度测试的主要优点是只有一个硬度标尺。氧化皮给出了从非常低到非常高的硬度范围。硬度可以简单地根据所施加的载荷和形成的压痕对角线长度的函数进行测量。测试仪包含一个自动测量对角线长度的显微镜。用测试硬度的公式对测试仪进行编程。因此,测试人员给出了最终的阅读结果。

如何读取维氏硬度测试编号

如何读取维氏硬度测试编号如何读取维氏硬度测试编号
  • 维氏硬度值可以通过HVN,DPH和VPN等不同方式显示。

  • 一种表示方法是325 HV,这表示材料具有325Vickers硬度。在这种情况下,不会提供有关负载的信息。

  • 表示维氏硬度值的另一种方法是440 HV30。这表明在施加30kgf载荷时,材料具有440维氏硬度。

  • 它也可以表示为440HV30 / 20,这意味着在施加30kgf的载荷20秒后可获得440Vickers硬度。

压痕缺陷

维氏硬度测试期间可能会产生不同类型的压痕缺陷。

枕形压痕

由于材料的下沉,在维氏硬度测试期间会产生枕形凹痕。在退火的金属中,维氏压头产生具有凹形边界的压痕。在这种情况下,会高估对角线长度。

维氏硬度测试-枕形压痕缺陷维氏硬度试验枕形压痕缺陷

桶状压痕

该缺陷是由于在进行维氏硬度测试时,材料围绕压头表面堆积而产生的。在加工硬化的材料中,材料在压痕和维氏压头的表面周围向上流动。由于对材料的流动没有限制,因此在拐角处产生凸形的凹痕。在这种类型的缺陷中,对角线长度的估计不足。

维氏硬度测试-压痕缺陷维氏硬度测试–桶状压痕缺陷


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