維氏硬度計(jì)測量原理、應(yīng)用與優(yōu)勢詳解
在材料的性能檢測中,硬度測試是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一,布氏、洛氏、維氏硬度計(jì)是目前應(yīng)用較為普遍的硬度計(jì),其中維氏硬度計(jì)因測量范圍廣、精度高等特點(diǎn),被廣泛用于科研實(shí)驗(yàn)、質(zhì)量檢測及精密零部件檢驗(yàn)中。本文主要介紹了維氏硬度計(jì)的測量原理公式,適合測試的對象以及優(yōu)缺點(diǎn)等。
1、測量原理
使用頂部兩相對面具有規(guī)定角度的(一般為136°)的正四棱錐金剛石壓頭用一定的試驗(yàn)力F壓入試樣表面,保持一段時間后,卸除試驗(yàn)力,測量試樣表面壓痕對角線長度d。維氏硬度值是試驗(yàn)力與壓痕表面積的比值。

2、計(jì)算方法

3、測試的材料
適用范圍:維氏硬度計(jì)是適用性最廣的硬度測試方法,幾乎可以測量從極軟(鉛、鋁、銅)到極硬(淬火高碳鋼、硬質(zhì)合金)的所有均勻固體材料,尤其適用于測量表面硬化層、電鍍層以及各種薄、小、精密的零部件。還可以在金相顯微鏡下對特定顯微組織進(jìn)行微區(qū)硬度測量,如測量鋼中的鐵素體、碳化物的單獨(dú)硬度。
對試樣要求:試樣或試驗(yàn)層厚度至少應(yīng)為壓痕對角線長度的1.5倍,試驗(yàn)后,試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見變形壓痕。試樣表面粗糙度不大于 0.2μm,更理想的狀態(tài)是不大于0.1μm,達(dá)到鏡面或近鏡面光潔度。
4、優(yōu)勢和劣勢
維氏硬度計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中既有獨(dú)特的優(yōu)勢,但也存在一定的局限性:
優(yōu)勢:
無論試驗(yàn)力大小,壓痕幾何形狀始終相似,這意味著在不同試驗(yàn)力下測得的維氏硬度值理論上是一致的,可以相互比較;
測量范圍極廣,一套設(shè)備可測從陶瓷、涂層到硬質(zhì)合金等材料,無需更換壓頭或標(biāo)尺;
測量分辨率和精度極高,尤其適合科研和精密質(zhì)量控制;
非常適合測量薄、小、表面處理層以及微觀組織的硬度;
通過顯微維氏硬度計(jì)可以測量特定顯微組織的硬度,如單個晶粒;
幾乎不破壞工件表面,屬于輕微檢測。
劣勢:
對材料表面光潔度要求高,必須達(dá)到鏡面或近鏡面光潔度,任何劃痕或粗糙度都會影響對角線的精確測量;
不適用于不均勻或粗晶粒等材料,壓痕形狀不規(guī)則,對角線測量困難,重復(fù)性差;
傳統(tǒng)手動維氏硬度計(jì)需要切換到顯微鏡下人工測量壓痕,操作繁瑣效率低,且可能存在人為誤差;
一臺完整的維氏硬度計(jì)集成了精密加載裝置和高分辨率光學(xué)顯微鏡,價格遠(yuǎn)高于其他硬度計(jì)。
5、總結(jié)與延伸
選擇合適的維氏硬度計(jì),可以幫助企業(yè)在質(zhì)量控制和科研中獲得更精確的數(shù)據(jù)。
如今,林上的里氏硬度計(jì)同樣具備硬度制式轉(zhuǎn)換功能,可實(shí)現(xiàn)維氏、布氏、洛氏硬度的快速換算,讓檢測更高效,無需繁瑣的人工計(jì)算。
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