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影響維氏硬度計(jì)測(cè)試值的三大因素

2010-11-11

                                                   影響維氏硬度計(jì)測(cè)試值的三大因素
    眾所周知，在顯微維氏硬度試驗(yàn)中，負(fù)荷與壓痕之間是不遵守幾何相似定理的，通常認(rèn)為顯微硬度值隨試驗(yàn)負(fù)荷的減小而增大，但在貴金屬材料中卻恰恰相反，即硬度值在小負(fù)荷時(shí)隨負(fù)荷的減小而減小。
航空用貴金屬材料大多為細(xì)絲和薄片，對(duì)于這些材料的硬度試驗(yàn)只能選用顯微硬度，然而影響維氏硬度計(jì)測(cè)試值的因素又很多，以致不同單位之間的測(cè)試結(jié)果往往難以一致。本工作進(jìn)行了負(fù)荷、負(fù)荷保持時(shí)間、加荷速度、壓痕間距、試樣表面質(zhì)量等項(xiàng)試驗(yàn)，認(rèn)為影響顯微硬度測(cè)試值的主要因素有試驗(yàn)負(fù)荷、試樣表面質(zhì)量和測(cè)量偏差等。
一、試樣表面質(zhì)的影響
   各單位對(duì)試樣表面質(zhì)量的要求不同，有的用金相拋光的方法獲得，有的在金相細(xì)砂紙上磨幾下即成．實(shí)踐證明，同一塊試樣表面因質(zhì)量不同硬度值是有差異的。
我們采用金相細(xì)砂紙研磨，機(jī)械拋光以及淺腐蝕的方法，獲得表面質(zhì)量不同的試樣，以觀察表面質(zhì)量的影響。

1 ） 粗糙度 Ra 值為 0.20 ～ 0.42 m m 光潔度 ? 9- ? 8上限的試樣，硬度值普遍偏高，其中尤以PtIr10 和 AuNi9 明顯，硬度偏高是試樣在磨制過程中產(chǎn)生的表面變形層引起的；

2 Ra 值小于 0.125 m m （光潔度 ?10以上）以及淺腐蝕以后的試樣，硬度值基本不變，這說明只要用粒度小于3.5w的拋光膏拋光，則表面變形層對(duì)顯微硬度測(cè)量的影響是不大的．我們認(rèn)為，對(duì)于顯微硬度試樣，要求表面粗糙度Ra 值小于 0.125m m（光潔度 ? 10 以上）是必要的，為了便于精確測(cè)量有時(shí)要求還會(huì)高一些。

二、測(cè)量偏差的影響
    如果試樣制備很好，又采用同樣負(fù)荷，那么各單位對(duì)同一試樣進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果是否一致呢？我們用AuAgCu20-30冷拉線材作試樣，在212 廠， 232 廠等單位進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果見表 3 。

    實(shí)踐證明，各單位的測(cè)試結(jié)果往往不一致，其中 125 廠更高， 212 廠低，高低值相差 39.7，若以百分?jǐn)?shù)表示則差13％。這樣懸殊的差異使各單位之間的測(cè)試結(jié)果難以比較，同時(shí)也說明了在試驗(yàn)機(jī)正常的條件下，顯微硬度的誤差主要來自測(cè)試人員的瞄準(zhǔn)技術(shù)。
    為了提高測(cè)試的正確性，我們主張用標(biāo)準(zhǔn)顯維硬度塊統(tǒng)一測(cè)試結(jié)果，為此，提出了測(cè)量偏差的修正問題。所謂測(cè)量偏差，系指在相應(yīng)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)塊上測(cè)量7點(diǎn)，其平均值與標(biāo)準(zhǔn)塊硬度值之差除以標(biāo)準(zhǔn)硬度值，測(cè)量偏差用百分比表示，測(cè)量人員在求得各自的測(cè)量偏差之后，對(duì)被測(cè)試樣的硬度值進(jìn)行修正，修正方法由下式給出：
修正值 = 測(cè)量值 + 測(cè)量值×測(cè)量偏差
   上述單位做了驗(yàn)證試驗(yàn)，有關(guān)人員測(cè)量的偏差和按上式修正后 AuAgCu20-30 冷拉線材硬度值見表 4 。
標(biāo)準(zhǔn)塊硬度值 =245.9 ；試驗(yàn)負(fù)荷： 100g
試驗(yàn)證明，測(cè)量偏差的修正是十分有效的，它能顯著地提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、其他因素的影響：
1、只有在相同負(fù)荷下測(cè)得的顯微硬度值方可互相比較，對(duì)于貴金屬材料，選用的負(fù)荷應(yīng)在該負(fù)荷下造成的壓痕對(duì)角線長度不小于 40mm為好。
2、硬度試樣如用機(jī)械拋光制備，則粗糙度 Ra 值小于 0.125 m m （即光潔度?10以上）的磨面，其表面變形層對(duì)顯微硬度值的測(cè)量影響不大。
3、測(cè)量偏差的修正，可以顯著提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。HR－150A型洛氏硬度注意事項(xiàng)和故障的分析與排除。
4、影響顯微硬度值的因素雖然是多方面的，但只要適當(dāng)控制主要因素，顯微硬度測(cè)試值還是比較正確和可信的。