《金屬力學(xué)性能測試》課件-維氏硬度

維氏硬度試驗(yàn)《金屬力學(xué)性能測試》01試驗(yàn)原理03特點(diǎn)及適用范圍02試驗(yàn)規(guī)范01PARTONE試驗(yàn)原理一、維氏硬度試驗(yàn)原理維氏硬度是在1925年由英國的史密斯（R.L.Smith）和桑德蘭（G.E.Sandland）提出的，在維克爾斯（Vickers）公司最早制造而得名。維氏硬度的測定原理和布氏硬度相同，也是根據(jù)單位壓痕面積上承受的試驗(yàn)力，即應(yīng)力值作為硬度值的計(jì)量指標(biāo)。不同的是維氏硬度采用錐面夾角為136°的金剛石正四棱錐體作為壓頭。一、維氏硬度試驗(yàn)原理維氏硬度試驗(yàn)的原理是將兩相對(duì)面具有136°夾角的正四棱錐形金剛石壓頭在選定的試驗(yàn)力F作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測量壓痕對(duì)角線長度d，用壓痕對(duì)角線平均值計(jì)算壓痕的表面積。維氏硬度值就是試驗(yàn)力F除以壓痕表面積所得的商，用符號(hào)HV表示。維氏硬度試驗(yàn)原理示意圖一、維氏硬度試驗(yàn)原理維氏硬度值就是試驗(yàn)力F除以壓痕表面積所得的商，根據(jù)壓痕表面積與對(duì)角線長度d的幾何關(guān)系，帶入得：

0.102為千克力（kgf）與牛頓（N）之間的換算關(guān)系常數(shù)，1kgf≈9.80665N。式中F——試驗(yàn)力A——壓痕表面積（mm2）d——壓痕對(duì)角線長度（mm）一、維氏硬度試驗(yàn)原理例題要求測9.8N下某鉭鎢合金的硬度，測得其壓痕對(duì)角線長度分別為99.23μm和99.25μm，求此次檢測的硬度值。解

在實(shí)際測試時(shí)，維氏硬度值不用計(jì)算，而是用測微計(jì)測出壓痕對(duì)角線的長度，計(jì)算出平均值后，然后根據(jù)d大小查GB/T4340.1—2009維氏硬度標(biāo)準(zhǔn)附表，即可求出所測的硬度值。02PARTTWO試驗(yàn)規(guī)范二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范目前，金屬維氏硬度試驗(yàn)方法執(zhí)行GB/T4340.1—2009《金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》。二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范01.試驗(yàn)面應(yīng)平坦、光滑，維氏硬度試樣Ra不大于0.4μm；小載荷維氏硬度試樣Ra不大于0.2μm。不應(yīng)有氧化物及外部雜質(zhì)，尤其不應(yīng)有油脂，除非在產(chǎn)品中另有規(guī)定。試樣的表面粗糙度應(yīng)能保證壓痕對(duì)角線的精確測量。02.對(duì)于曲面（球面、圓柱面）試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)進(jìn)行修正。03.試樣或試驗(yàn)層的厚度至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的1.5倍。試驗(yàn)后，試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見變形壓痕。為了能方便地根據(jù)所測試材料的預(yù)期硬度和試驗(yàn)力的大小，預(yù)測試樣或試驗(yàn)層應(yīng)具有的最小厚度，在進(jìn)行維氏硬度試驗(yàn)時(shí)，可查閱GB/T4340.1—2018附錄A中的試樣最小厚度-試驗(yàn)力-硬度關(guān)系圖（HV0.2~HV100）和試樣最小厚度圖（HV0.01~HV100）二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范數(shù)顯式硬度計(jì)二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范布洛維三合一硬度計(jì)具備布氏、洛氏、維氏三種試驗(yàn)方法，更多的硬度標(biāo)尺選擇。采用電子電動(dòng)加載，高精度傳感器，擁有獨(dú)特的閉環(huán)控制系統(tǒng)。試驗(yàn)力可通過標(biāo)準(zhǔn)測力計(jì)進(jìn)行自動(dòng)修正?？蛇M(jìn)行洛氏、維氏硬度值的轉(zhuǎn)換。二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范布洛維三合一硬度計(jì)二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范維氏壓頭（金剛石正四棱錐壓頭）維氏硬度試驗(yàn)所用試驗(yàn)力視其試件大小、薄厚及其他條件，可在49.03～980.7N的范圍內(nèi)選擇。常用的試驗(yàn)力有49.03N、98.07N、196.1N、294.2N、490.3N、980.7N。維氏硬度的表示方法與布氏硬度相同，在符號(hào)HV的前面寫出硬度值，符號(hào)之后按順序排列試驗(yàn)力、試驗(yàn)力保持時(shí)間。若試驗(yàn)力保持時(shí)間為10～15s時(shí)，可以不標(biāo)出。二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范結(jié)果表示方法：硬度值+硬度符號(hào)+試驗(yàn)條件（試驗(yàn)力、保持時(shí)間）二、維氏硬度試驗(yàn)規(guī)范640HV30/20表示在30kgf（292.4N）試驗(yàn)力作用下，保持20s測得的維氏硬度值為640。600HV30表示采用294.2N（30kg）的試驗(yàn)力，保持時(shí)間10～15S時(shí)得到的硬度值為600。例03PARTTHREE特點(diǎn)及適用范圍三、維氏硬度特點(diǎn)及適用范圍優(yōu)點(diǎn)適用范圍廣：試驗(yàn)力從小到大可任意選擇，根據(jù)試樣大小、薄厚及試樣的硬度可選擇不同的試驗(yàn)力，所測硬度值從低到高標(biāo)尺連續(xù)，測試硬度的范圍較寬，可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個(gè)維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個(gè)維氏硬度單位）都可測量；壓痕?。号c布氏硬度測試相比，維氏硬度測試留下的壓痕較小，對(duì)材料的損傷較小。準(zhǔn)確性高：維氏硬度試驗(yàn)的壓痕是正方形，輕廓清晰，對(duì)角線測量準(zhǔn)確，因此，維氏硬度試驗(yàn)是常用硬度試驗(yàn)方法中精度最高的；重復(fù)性好：在相同的測試條件下，維氏硬度測試的重復(fù)性較好。三、維氏硬度特點(diǎn)及適用范圍局限性測試效率低：要求較高的試驗(yàn)技術(shù)，不適于大批量生產(chǎn)中的常規(guī)檢查；對(duì)材料表面要求高：對(duì)于試樣表面光潔度要求較高，通常需要制作專門的試樣，操作麻煩費(fèi)時(shí)；壓痕深度限制：對(duì)于非常硬的材料，壓痕深度可能過小，難以測量。三、維氏硬度特點(diǎn)及適用范圍維氏硬度的測量范圍在5~3000HV，適用范圍寬，可以測量從極軟到極硬