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材料力學(xué)維氏硬度計詳細介紹
材料力學(xué)維氏硬度計詳細介紹
維氏硬度計簡介
在力學(xué)材料測試中，各類硬度計都各有自己的優(yōu)勢。
維氏硬度計的試驗力比較多，因此維氏硬度計的應(yīng)用也比較廣泛。其它硬度計能測的材料或工件，只要工件表面的粗糙度符合標準。維氏硬度計都可以檢測。維氏硬度計通過步進電機，對工件表面進行打壓，之后再由讀數(shù)顯微鏡測量壓痕的對角線的長度。之后利用對角線及試驗力的一個換算關(guān)系來測得維氏硬度。
維氏硬度計一般分類三種:
一.維氏硬度計 一般指*大負荷在10-50公斤的維氏硬度試驗機
二.小負荷維氏硬度計 一般指*大負荷在5公斤的維氏硬度試驗機
三.顯微維氏硬度計 一般指*大負荷在1公斤的維氏硬度試驗機
維氏硬度計試驗原理
試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計算公式：HV = 常數(shù)×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F／d2 …………式中：HV ――― 維氏硬度符號；F ――― 試驗力（單位N）；d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術(shù)平均值（單位mm）。實用中是根據(jù)對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家標準規(guī)定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm。見上面維氏硬度計試驗原理圖示。
維氏硬度計試驗的分類
維氏硬度計按試驗力大小的不同，細分為三種試驗：1、維氏硬度試驗；2、小負荷維氏硬度試驗；3、顯微維氏硬度試驗。試驗力的選擇要根據(jù)試樣種類、試樣厚度和預(yù)期的硬度范圍而定。標準規(guī)定：試樣或試驗層的厚度至少為壓痕對角線長度的1.5倍。
維氏硬度計的表示方法
維氏硬度計表示為HV，維氏硬度符號HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗力值。標準的試驗保持時間為10～15S。但對于有色金屬則不能小于30秒，如果選用的時間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時間。例如：
300HV30—表示采用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間10～15S時得到的硬度值為300。
450HV30/25—表示采用294.2N（30kg）的試驗力，保持時間25S時得到的硬度值為450。
維氏硬度計的應(yīng)用
維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學(xué)試驗方面小負荷維氏硬度試驗主要用于測試小型精密零件的硬度，表面硬化層硬度和有效硬化層深度，鍍層的表面硬度，薄片材料和細線材的硬度，刀刃附近的硬度，牙科材料的硬度等，由于試驗力很小，壓痕也很小，試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗主要用于金屬學(xué)和金相學(xué)研究。用于測定金屬組織中各組成相的硬度，用于研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗還用于極小或極薄零件的測試，零件厚度可薄至3μm。
維氏硬度計試驗的優(yōu)點
維氏硬度計用于較薄的維氏硬度值測量。采用正四棱錐體金剛石壓頭，在試驗力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長度。維氏硬度計試驗的壓痕是正方形，輪廓清晰，對角線測量準確，因此維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度*高的，同時它的重復(fù)性也很好，這一點比布氏硬度計優(yōu)越。
維氏硬度計試驗測量范圍寬廣，可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個維氏硬度單位）都可測量。
維氏硬度計試驗*大的優(yōu)點在于其硬度值與試驗力的大小無關(guān)，只要是硬度均勻的材料，可以任意選擇試驗力，其硬度值不變。這就相當于在一個很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個統(tǒng)一的標尺。這一點又比洛氏硬度試驗來得優(yōu)越。
在中、低硬度值范圍內(nèi)，在同一均勻材料上，維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結(jié)果會得到近似的硬度值。維氏硬度計試驗的試驗力可以小到10gF，壓痕非常小，特別適合測試薄小材料。
維氏硬度計試驗的缺點
維氏硬度計試驗效率低，要求較高的試驗技術(shù)，對于試樣表面的光潔度要求較高，通常需要制作專門的試樣，操作麻煩費時，通常只在實驗室中使用。
