顯微硬度(維氏硬度)試驗在整個金屬研究領域中,占有很重要的位置,它不僅為研究金屬學理論提供了極為有用的數據,而且在實際生產中也已成為一種不可缺少的試驗方法。
1.1.1 顯微硬度(維氏硬度)在金相分析中的應用
①可以測定細小薄片零件和零件的特殊部位(如刀具和刃具),以及氮化層、氧化層、滲碳層等表面層的硬度。
②可以對金相顯微組織硬度的測定進行比較來研究金相組織。
③可以對試件的剖面沿其縱深方向按一定的間隔進行硬度測定(硬度梯度),以判定電鍍、氮化、氧化或滲碳層等表面層的厚度。
顯微硬度的測試應遵循GB/T4340.1—2009《金屬維氏硬度試驗 第1部分:試驗方法》中的相關規定,如:
①試驗一般在10~35℃室溫下進行。對于溫度要求嚴格的試驗,室溫應在23℃±5℃。
②試樣支撐面應清潔無污物。
③在壓頭對試驗面的加力過程中不應有沖擊和振動。
④試驗力保持時間一般為10~15s。
⑤在整個試驗過程中,硬度計應避免受到沖擊和振動。
⑥任一壓痕中心距試樣邊緣距離,對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的2.5倍;對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的3倍;對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的6倍。如果相鄰兩壓痕的大小不同,以較大壓痕確定壓痕間距。
⑦在平面上壓痕兩對角線的長度之差用不超過對角線平均值的5%,如果超過5%,則應在實驗報告中注明。
⑧一般情況下,建議對每個試樣報出三個點的硬度測試值。
當壓痕出現異常情況時,將會得出不準確的顯微硬度值,下面介紹幾種常見的異常壓痕及產生原因。
①壓痕呈不等邊菱形,但呈規律單向部隊稱壓痕。有兩種情況下會造成這種現象:
a.試樣表面與底面不平行。旋轉試樣,壓痕的側偏方向也隨之旋轉。
b.載荷主軸的壓頭與工作臺不平行。旋轉試樣,壓痕的偏側方向不改變。
②壓痕對角線交界處(頂點)不成一個點,或對角線不成一條線。這主要是因為頂部或菱邊損壞,換壓頭后調整至“零位”即可。
③壓痕不是一個而是多個或大壓痕中有小壓痕。這是由于加荷時試樣相對于壓頭有滑移。
④壓痕拖“尾巴”。
a.由于支承載荷主軸的彈簧片有松動。這時沿徑向撥動載荷主軸,壓痕位置發生明顯變化。
b.由于支承載荷主軸的彈簧片有嚴重扭曲。這是壓頭或試樣表面有油污。出現上述這些異常情況,應及時找出原因并解決,以免影響測量的準確性。
1.1.2 顯微硬度計的維護
①儀器安裝地點須干燥,不受潮濕和有害氣體的侵蝕。
②儀器要求水平放置,用彈性橡膠或其他吸振板做墊板,以保證儀器不受振動。
③儀器zui好安裝在特殊設計的工作臺上,不用時將儀器封罩起來,內放硅膠等干燥劑。
④保證儀器的清潔,鏡頭上有污物時,應用橡膠球吹掉,或用鏡頭刷或擦鏡紙去除。
⑤在載物軸或壓頭軸上沾有污物而影響儀器使用時,應非常謹慎地用汽油擦拭,以保證載物軸或壓頭軸的靈活性。
⑥操作者在使用前應仔細閱讀儀器的相關資料及說明說,熟悉顯微硬度計各類部件的作用和操作規程,保證顯微硬度測量值的準確度。
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