维氏硬度计:广泛应用的硬度检测工具,试验原理及计算公式解析

日期: 2024-08-16 19:03:29|浏览: 103|编号: 61015

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维氏硬度计简介:维氏硬度计的试验力范围很广,所以应用很广泛。维氏硬度计可以测试其他硬度计可以测试的材料或工件,只要工件的表面粗糙度符合标准即可。维氏硬度计是利用步进电机压在工件表面,然后用读数显微镜测量压痕对角线的长度。然后利用对角线和试验力之间的换算关系来测量维氏硬度。

维氏硬度试验原理:试验力除以压痕表面积后的商即为维氏硬度值。维氏硬度值计算公式:HV=常数×试验力/压痕表面积≈0.1891F/d2……式中:HV-维氏硬度符号;F-试验力(单位N);d-压痕两对角线d1、d2的算术平均值(单位mm)。实际操作中,可根据对角线长度d查表得出维氏硬度值。国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020~1.400mm。见下图维氏硬度试验原理图。

维氏硬度试验的分类:维氏硬度试验按试验力的大小分为三种:1.维氏硬度试验;2.小负荷维氏硬度试验;3.微小维氏硬度试验。试验力的选择取决于试样类型、试样厚度和预期的硬度范围。标准规定试样或试验层的厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍。

维氏硬度计表示方法:维氏硬度计用HV表示,维氏硬度符号HV前的数值为硬度值,其后的数值为试验力值。标准试验保持时间为10~15秒。但对于有色金属则不能少于30秒,若选定时间超出此范围,则必须在力值后注明保持时间。例如:-表示试验力为294.2N(30kg),保持时间为10~15S时所得的硬度值为300。/25-表示试验力为294.2N(30kg),保持时间为25S时所得的硬度值为450。

维氏硬度计的用途:维氏硬度试验主要用于材料研究和科学实验。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、镀层表面硬度、薄片材料和细丝的硬度、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,所以可以不影响试样的外观和性能。显微维氏硬度试验主要用于冶金学和金相学研究,用来确定金属组织中各组元相的硬度和研究难熔化合物的脆性。显微维氏硬度试验也用于测试极小或薄的零件,零件厚度可薄至3μm。

维氏硬度试验优点:维氏硬度计测量较细的维氏硬度值。用正四面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,撤去试验力,测量压痕在试样表面的对角线长度。维氏硬度计的压痕呈方形,轮廓清晰,对角线测量准确。因此,维氏硬度试验是常用的硬度试验方法中精度最高的,重复性也很好,优于布氏硬度计。维氏硬度试验的测量范围很广,几乎可以测量目前工业上所用的所有金属材料,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)。维氏硬度计最大的优点是其硬度值与试验力的大小无关。只要材料具有均匀的硬度,就可以任意选择试验力,其硬度值保持不变。这相当于在很宽的硬度范围内有统一的标度。这一点优于洛氏硬度试验。在中低硬度范围内,在同一均匀的材料上,维氏硬度试验和布氏硬度试验结果将获得相似的硬度值。维氏硬度试验的试验力可以小到10gF,压痕很小,特别适合测试薄而小的材料。

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