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维氏硬度计原理应用 氏硬度计如何做好保养

时间:2020-07-05    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
【导读】   维氏硬度计(GB/T4340.1—1999)相关硬度计介绍:HV-5A型数显小负荷维氏硬度计   维氏硬度计原理   采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,

  维氏硬度计(GB/T4340.1—1999)相关硬度计介绍:HV-5A型数显小负荷维氏硬度计

  维氏硬度计原理

  采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度。

  试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式(3-1)计算:

  HV = 常数×试验力/压痕表面积 ≈0.1891 F/d2 …………(3-1)

  式中:HV  ————  维氏硬度符号;

  F  ――――  试验力,N;

  d  ————  压痕两对角线d1、d2的算术平均值,mm

  实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。

  国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020~1.400mm

  3.2 维氏硬度的表示方法

  维氏硬度表示为HV,维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值,后面为试验力值。标准的试验保持时间为10~15S。如果选用的时间超出这一范围,在力值后面还要注上保持时间。例如:

  600HV30—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间10~15S时得到的硬度值为600。

  600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间20S时得到的硬度值为600。

  3.3 维氏硬度试验的分类和试验力选择

  维氏硬度试验按试验力大小的不同,细分为三种试验,即:维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。

  表3-1维氏硬度试验的三种方法

  维氏硬度试验可选用的试验力值很多,见表3-2。

  表3-2推荐的维氏硬度试验力

  试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定,试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。

  维氏硬度试验的缺点

  维氏硬度试验效率低,要求较高的试验技术,对于试样表面的光洁度要求较高,通常需要制作专门的试样,操作麻烦费时,通常只在实验室中使用。

  维氏硬度计的应用

  维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度,表面硬化层硬度和有效硬化层深度,镀层的表面硬度,薄片材料和细线材的硬度,刀刃附近的硬度,牙科材料的硬度等,由于试验力很小,压痕也很小,试样外观和使用性能都可以不受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度,用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试,零件厚度可薄至3μm。

  维氏硬度试验的优点

  维氏硬度试验的压痕是正方形,轻廓清晰,对角线测量准确,因此,维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度*高的,同时它的重复性也很好,这一点比布氏硬度计优越。

  维氏硬度试验测量范围宽广,可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料,从很软的材料(几个维氏硬度单位)到很硬的材料(3000个维氏硬度单位)都可测量。

  维氏硬度试验*大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关,只要是硬度均匀的材料,可以任意选择试验力,其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。

  在中、低硬度值范围内,在同一均匀材料上,维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如,当硬度值为400以下时,HV≈HB,如图3-2所示。

  维氏硬度试验的试验力可以小到10gF,压痕非常小,特别适合测试薄小材料。

  一、里氏硬度计测试基本原理

  随着单片技术的发展,1978年,瑞士人Leeb博士首次提出了一种全新的测硬方法,它的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面,测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度,利用电磁原理,感应与速度成正比的电压。里氏硬度值以冲击体回跳速度与冲击速度之比来表示。

  计算公式:HL=1000*(VB/VA)

  式中:HL——里氏硬度值

  VB——冲击体回跳速度

  VA——冲击体冲击速度

洛氏硬度计保养及注意事项

  洛氏硬度计是世界上第一台依据洛氏硬度试验原理设计的,只需要单侧接触试样就可测试金属硬度的洛氏硬度计,依靠磁力将洛氏硬度计测头吸附在钢铁表面,不需要对试样进行支撑,测试精度符合标准GB/T230、ISO6508,不低于台式洛氏硬度计。

  洛氏硬度计保养及注意事项

  1.试验人员应遵守操作规程,能在试验前后经常用标准块校对仪器。不经常使用的硬度计,开机后在标准块上要进行数次的硬度测定,稳定后,再进行试件的测试。

  2.仪器搬运时应托底搬运,不得横倒,并取下砝码和吊杆。

  3.在硬度测试中,加试验力、保持试验力、卸除试验力时,严禁转动变荷手轮。

  4.硬度块的使用只能在工作面进行,两相邻压痕及压痕中心至边缘距离不小于3mm,其使用周期为二年。

  5.硬度计做好周期检定工作,每年至少一次以保证硬度计的准确性。

  6.硬度计常见故障排除当硬度计发生故障时,应与有关单位联系进行修复,一般常见故障可自行解决。

  硬度计长时间不使用时,应用防尘罩将机器盖好。定期在丝杠与手轮的接触面注入少量机油。硬度计使用前,应将丝杠顶面和工作台上端面擦净。

  如发现硬度示值误差较大:

  ①可拿下工作台,检查其与丝杠接触面是否清洁;

  ②检查丝杠保护套是否顶起工作台;

  ③检查压头是否损坏。若施加主试验力时,指示器指针开始转动很快,然后缓慢转动,说明缓冲器内机油太少了,此时可掀起缓冲器上端的毡垫,缓慢地注入清洁的20#机油。同时多次拉推手柄,使活塞上下移动多次,将缓冲器内的空气全部排除,直到活塞沉到底时有油从上面溢出为止。用本机携带的标准硬度块定期检查硬度计精度。将工作台及标准硬度块擦净,在硬度块工作面进行试验,决不允许在支承面试验。若示值误差较大,除按本节第四项检查外,检查标准硬度块支承面是否有毛刺,若有毛刺应用油石打光。在标准硬度块不同位置试验时,硬度块应在工作台上拖动,不应拿离工作台。本仪器应定期进行核查,并周期进行检定。

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洛氏硬度计与里氏硬度计一些应用

  常使用的硬度计有洛氏硬度计(台式)与里氏硬度计(便携式)常用的硬度单位为洛氏HRC、布氏HB、维氏HV。  洛式硬度计HR(台式硬度计)  洛氏硬度试验方法是用一个顶角为120度的金刚石圆锥休或直径为1.59/3.18mm的钢球,在一定的载荷压入被测材料表面,由压痕深度求出材料硬度。根据材料硬度不同,可分为三种不同的标度来表示HRA、HRB、HRC。  HRA是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求的硬度,用于硬度极高的材料。例如:硬质合金。  HRB是采用100Kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球求得的硬度,用于硬度较低的材料。例如:退火钢、铸铁等、合金铜。  HRC是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料。例如:淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢。  维氏硬度HV(主要是针对表面硬度测量)  适用于显微镜分析。以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用测量压痕对角线长度,它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。  里氏硬度HL(便携式硬度计)  里氏硬度是一种动态硬度试验法。硬度传感器的冲击体在与被测工件冲击过程中,距工件表面1mm时的反弹速度与冲击速度的比值乘以1000,定义为里氏硬度值。

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