維氏硬度試驗(yàn)是如何選擇試驗(yàn)力的？

維氏硬度試驗(yàn)力的選擇一直是件比較頭疼的事。維氏硬度試驗(yàn)力的大小我們需要通過(guò)結(jié)合試樣的種類、樣品的外形尺寸(主要是厚度)、加工工藝、測(cè)試目的以及試樣預(yù)估的硬度值范圍等來(lái)確定。

復(fù)雜的成品

1、維氏硬度試驗(yàn)選擇試驗(yàn)力

1.1 按規(guī)定選擇

按照實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程中的規(guī)定或產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(設(shè)計(jì)圖紙要)的要求;客戶指定試驗(yàn)力;當(dāng)有這些規(guī)定時(shí)，我們需要按這些要求選擇試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn)。

比紙薄的箔材

1.2 沒(méi)規(guī)定時(shí)

在沒(méi)有要求的情況下，在保證試驗(yàn)后試樣背面不會(huì)出現(xiàn)可見的變形壓痕時(shí)，我們應(yīng)可能選擇較大的試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)類似產(chǎn)品或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有要求時(shí)，具體樣品又沒(méi)有具體規(guī)定時(shí)，我們需要選擇與類似產(chǎn)品最接近的試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn)。

生產(chǎn)線上的銅箔

這樣我們能得到盡可能大的壓痕。這樣考量的原因是，任何材料都會(huì)有彈性變形的回復(fù)，而且不管壓痕的大小，材料的彈性回復(fù)量基本是一定。彈性回復(fù)量的影響對(duì)于顯微維氏硬度的測(cè)量尤為明顯。這是因?yàn)椋瑥椥曰貜?fù)量一定，壓痕越小，則彈性回復(fù)量的占比就越大，導(dǎo)致測(cè)試時(shí)，壓痕對(duì)角線長(zhǎng)減小，致使顯微維氏硬度測(cè)試值增大。

維氏硬度壓痕

試驗(yàn)力越小必使壓痕的對(duì)角線越短，由于人眼的最小識(shí)別量是確定，當(dāng)壓痕越小，人眼的視覺誤差引入的不確定度將大大增加。所以基本可以確定，相同試樣壓痕越大，維氏硬度測(cè)試結(jié)果越準(zhǔn)確。

維氏硬度壓痕測(cè)量

有多個(gè)試驗(yàn)研究表明，同一試樣，在相同的試驗(yàn)環(huán)境下，同一試驗(yàn)員，只改變?cè)囼?yàn)力的大小分別進(jìn)行多組測(cè)量，試樣的硬度測(cè)試值不完全相同;并且試驗(yàn)力越小，硬度值的分散性越大。多人對(duì)比，獲得的趨勢(shì)一致。

能力驗(yàn)證、測(cè)量審核、實(shí)驗(yàn)室比對(duì)、不同客戶對(duì)同一樣品維氏硬度性能的評(píng)價(jià)，都應(yīng)要求使用盡可能大的試驗(yàn)力，并且雙方或多方都應(yīng)采用相同的試驗(yàn)力。這樣能比較好的避免因試驗(yàn)力的選擇，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果相差甚遠(yuǎn)的問(wèn)題。

1.3 特殊情況

高溫維氏硬度

測(cè)試表面硬度，如表面滲碳，滲氮等。如滲碳淬火回火后的試樣表面硬度，在試樣表面0.05處測(cè)試，此時(shí)選用小試驗(yàn)力，能有效避免壓痕不對(duì)稱導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不準(zhǔn)確性。值得特別注意的是，在測(cè)表面硬度時(shí)，我們切忌不能把樣品的整體厚度作為我們選擇試驗(yàn)力的依據(jù)，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)樣品表面硬度層的厚度來(lái)確定。

1.4 總結(jié)

維氏硬度標(biāo)塊

理論上講測(cè)試均勻程度非常好的樣品，不同的試驗(yàn)力，測(cè)試結(jié)果也應(yīng)該是一樣的，如顯微維氏標(biāo)準(zhǔn)塊。但我們測(cè)試硬度標(biāo)塊后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)人連續(xù)用不同的力測(cè)試，維氏硬度測(cè)試值是不一樣的。這主要是受環(huán)境相對(duì)濕度、溫度、表面氧化程度、受擠壓程度等原因的影響。對(duì)于一般樣品，表面硬度和芯部硬度一般會(huì)存在微小差異。所以當(dāng)采用不同的試驗(yàn)力測(cè)試時(shí)，壓痕的深度是不一樣的。在測(cè)表面硬度加硬、有其它表面鍍層的樣品，測(cè)試值會(huì)有明顯是差異。希望引起大家的注意。