影響維氏硬度值的因素及誤差分析

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1、影響維氏硬度值的因素及誤差分析影響維氏硬度值的因素及誤差分析一、影響維氏硬度值的因素一、影響維氏硬度值的因素 理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，維氏硬度值與下列因素有關(guān)：1、試驗(yàn)力：硬度值大小與試驗(yàn)力大小、試驗(yàn)力方向、試驗(yàn)力保持時(shí)間極其施加速度有關(guān)。2、壓頭：硬度值與金剛石壓頭兩相對(duì)面夾角、橫刃及其四棱錐體的表面粗糙度等均有關(guān)。當(dāng)壓頭頂端不是一個(gè)點(diǎn)而是一條線時(shí)，稱這條線為壓頭橫刃。3、試樣：硬度值與試樣材質(zhì)、形狀和表面粗糙度、壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離以及試樣溫度等均有關(guān)。二、維氏硬度試驗(yàn)誤差分析二、維氏硬度試驗(yàn)誤差分析 2.1-壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量不精確引起的硬度測(cè)量誤差-當(dāng)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量大了，硬

2、度測(cè)得值較硬度真值低；反之，當(dāng)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量小了，硬度測(cè)得值較硬度真值高。壓痕對(duì)角線越長(zhǎng)，則硬度測(cè)量相對(duì)誤差越小。因此當(dāng)試驗(yàn)條件允許時(shí)，應(yīng)盡量選用較大的試驗(yàn)力，以便能得到較大的壓痕，減少硬度測(cè)量相對(duì)誤差。2.2-試驗(yàn)力偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測(cè)量誤差-試驗(yàn)力較標(biāo)準(zhǔn)值偏大時(shí)，硬度測(cè)得值較硬度真值低；反之，試驗(yàn)力較標(biāo)準(zhǔn)值偏小時(shí)，硬度測(cè)得值較硬度真值高JJG151-1991金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程 規(guī)定：維氏硬度計(jì)試驗(yàn)力允許誤差為1.0%。JJG260-1991顯微硬度計(jì)檢定規(guī)程規(guī)定：對(duì)于0.9807N 的試驗(yàn)力允差為2.0%，0.9807N 的試驗(yàn)力允差為1.5%，1.961N 的試驗(yàn)力允差為1.0

3、%。2.3-試驗(yàn)力不垂直于試樣表面引起的硬度測(cè)量誤差-排除壓頭的因素，只要測(cè)量壓痕兩條對(duì)角線長(zhǎng)度并取其平均值來(lái)計(jì)算硬度值，此種因素引起的硬度測(cè)量誤差很微小。2.4 試驗(yàn)力保持時(shí)間偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測(cè)量誤差-隨著試驗(yàn)力保持時(shí)間的增加，硬度值降低；當(dāng)試驗(yàn)力保持一段時(shí)間后，硬度值變化趨緩。檢定規(guī)程規(guī)定：試驗(yàn)力保持時(shí)間為 1015s。2.5-試驗(yàn)力施加速度引起的硬度測(cè)量誤差-隨著試驗(yàn)力施加速度的增加，硬度值降低。JJG151-1991金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程 規(guī)定：維氏硬度計(jì)施加試驗(yàn)力速度應(yīng)為 0.150.25mm/s 或用壓入時(shí)間表示應(yīng)為 25s。JJG260-1991顯微硬度計(jì)檢定規(guī)程規(guī)定：顯微硬

4、度計(jì)施加試驗(yàn)力速度應(yīng)為0.020.07mm/s。2.6-金剛石壓頭兩相對(duì)面夾角偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測(cè)量誤差 夾角偏大，硬度測(cè)得值較硬度真值偏低。-JJG334-1993金剛石壓頭檢定規(guī)程規(guī)定：金剛石棱錐體相對(duì)兩棱面夾角，維氏壓頭應(yīng)為 1360.5；小負(fù)荷和顯微維氏壓頭應(yīng)為 1360.25。2.7-壓頭橫刃引起的硬度測(cè)量誤差-由于壓頭有橫刃，壓痕變成長(zhǎng)方形，使測(cè)得的壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度增加，硬度值降低，帶來(lái)負(fù)的硬度測(cè)量誤差。在顯微硬度試驗(yàn)范圍內(nèi)，壓頭橫刃的影響非常大。JJG334-1993金剛石壓頭檢定規(guī)程規(guī)定：金剛石棱錐體壓頭頂端橫刃長(zhǎng)度，維氏壓頭應(yīng)不大于 2um；小負(fù)荷和顯微維氏壓頭應(yīng)不大于 1u

5、m。2.8-金剛石壓頭表面粗糙度不符合規(guī)定引起的硬度測(cè)量誤差-壓頭表面粗糙度增加，壓頭壓入阻力增加，使硬度值升高。JJG334-1993金剛石壓頭檢定規(guī)程 規(guī)定：金剛石壓頭表面粗糙度，RZ0.1um。2.9-試樣材質(zhì)不同引起的硬度測(cè)量誤差-試驗(yàn)結(jié)果表明，不同材質(zhì)壓痕形狀不同，對(duì)壓痕對(duì)角線真實(shí)尖端的判斷造成困難，因此帶來(lái)硬度測(cè)量誤差。2.10-試樣表面粗糙度不符合規(guī)定引起的硬度測(cè)量誤差 試樣表面粗糙度越小，壓痕邊緣越清晰，則壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的測(cè)量越穩(wěn)定，因而能得到較精確、穩(wěn)定的硬度值。2.11-試樣形狀不符合規(guī)定引起的硬度測(cè)量誤差-試樣厚度減小到一定程度，將使硬度值降低。試樣表面不是平面時(shí)，硬度值

6、隨著試樣曲面直徑的變化而變化。GB/T4340.1-1999金屬維氏硬度試驗(yàn) 第 1 部分：試驗(yàn)方法規(guī)定：試樣或試驗(yàn)層厚度至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的 1.5 倍，試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)變形痕跡；對(duì)于在曲面試樣上試驗(yàn)的結(jié)果，應(yīng)使用修正系數(shù)表進(jìn)行修正；對(duì)于小截面或外形不規(guī)則的試樣，可將試樣鑲嵌或使用專用支承臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)。2.12-壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離不符合要求引起的硬度測(cè)量誤差-壓痕間距離太近，將使硬度值升高；壓痕到試樣邊緣間距離太近，將使硬度值降低。GB/T4340.1-1999金屬維氏硬度試驗(yàn) 第 1 部分：試驗(yàn)方法規(guī)定：任一壓痕中心距試樣邊緣距離，對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的 2.5 倍，對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的 3 倍；兩相鄰壓痕中心之間距離，對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的 3 倍，對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的 6 倍，如果兩相鄰壓痕大小不同，應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。