金属维氏硬度试验第1部分试验方法

9.7 压痕中心间距和压痕中心至边 缘距离
由于压头压入试样表面时压痕周围的金属 经历塑性变形,产生应变硬化.如两个压痕距 离太近,后一个压痕会受前个压痕周围硬化 区的影响,造成硬度测量不准确.由于压痕周 围的硬化区大小与压痕的对角线长短相关, 所以,安全的压痕中心的距离应以压痕对角 线的倍数规定,见标准中7.6条.
试验后试样背面不应出现可见痕迹. • 小截面试样或外形不规则的试样,可将
试样镶嵌或采用专用支撑台进行试验. • 试样表面应平坦,光滑,无氧化皮及外来
物.
7 试验
• 试验温度: 试验在室温10℃～35℃下进行,对 于温度要求严格的试验,室温应为23 ℃±5 ℃.
• 试验力:按照标准中表4的规定选用试验力. • 试样支承面应清洁无异物.试样支承应稳固,试
试验力F/N
允许误差/%
F≥1.961
±1.0
0.09807≤F＜1.961
±1.5
9.2 压痕对角线测量误差
硬度计压痕测量误差和测量装置分辨力对 硬度的影响其形式相同:
HV 2 d 2
HV
d
规定压痕测量装置分辨力和最大允许误差 见表2 :
表2 压痕测量分辨力和允许误差
对角线长度 d/mm
9.4 试样表面粗糙度影响
试样表面机加工粗糙度对压痕测量影响主要是粗
糙度差的表面造成压痕对角线端点不清晰,使得测 量数据分散性大.为了能减小这种影响,建议试样 的表面粗糙度为:
表3 表面粗糙度
试样
粗糙度Ra/ m
显微维氏硬度试样
0.1
小负荷维氏硬度试样
0.2
维氏硬度试样
0.4
9.5 试样最小厚度
• 在曲面试样上测定的结果应按附录B进行修 正.
8 报告
• 本标准编号 • 试样编号与说明 • 试验结果 • 其他,包括试验温度不在规定的范围的温度.
9 维氏硬度计误差要求
9.1 试验力误差 根据维氏硬度公式,试验力对硬度影响表示为:
HV F 1
HV
F
硬度计试验力允许误差见表1:
表1 试验力允许误差
Байду номын сангаас
10 曲面修正
在原理上,维氏硬度是平面压痕硬度,不适合 于曲面试验. 由于在实际中又常常需要在带 曲率的试样上测定维氏硬度.标准中针对这 用途规定了曲面维氏硬度修正方法.
10.1 凸、凹球面的修正
当压入深度相同,在平面上压出的对角线比 在凸球面的长.所以凸球面维氏硬度修正系 数应为 “小于1”. 对于凹球面,正好相反, “大于1”.
对于钢、铜和铜合金≥2.5d; 轻金属、铅 、锡及其合金≥3d. • 两相邻压痕中心之间距离: 对于钢、铜和铜合金≥3d; 轻金属、铅 、锡及其合金≥6d.
• 测量两压痕对角线,取平均值,按附录C查出 维氏硬度值. 也可按公式计算.
• 两压痕对角线之差应不超过5%,如超过,应 在试验报告中注明.
• 一般情况下, 每个试样报出3试验点的硬度 值.
验时不发生移动. • 使压头与试验面接触,垂直于试验面施加试验
力,2s～10s内试验力施加完毕. 小负荷和显微 维氏硬度试验,压头下降速度不大于0.2mm/s.
• 试验力保持时间10s～15s,特殊材料可适当 延长,但误差在±2s以内.
• 试验期间硬度计应避免冲击和震动. • 任一压痕中心距试样边缘的距离:
试样厚度不足够时,试验测得的维氏硬度结 果会偏低.所以标准中规定试样或试验层厚 度应至少为压痕对角线的1.5倍,试验后试样 背面不出现变形痕迹.标准中附录A给出了 试样最小厚度-试验力-硬度的关系图.根据 该图确定试验条件下的最小试样厚度.
9.6 试验力保持时间影响
试验已经表明,维氏硬度测量结果受试验力 保持时间长短的影响.硬度低的试样,试验力 保持时间达30s后硬度下降才变得不明显, 但并未完全停止下降.所以,对试验力保持时 间应作规定,见标准中7.4条. 试验力保持时间对硬度测量结果的影响总 的趋向是,硬度随保持时间增长而降低.
d≤0.04 d＞0.040
测量装置的估测能 力
0.0002 0.5%d
最大允许误差
±0.0004mm ±1.0%d
9.3 压头横刃影响
压头横刃对维氏硬度的影响:
HV HV
100c2 4
2d
2 2
d
c
从式(4)可以看到,横刃增加引起硬度大的增 加,尤其压痕对角线d在小范围时,影响尤其 明显,也就是说,小压痕范围影响较明显.
2 引用标准
• GB/T4340.2-1999 金属维氏硬度试验 第2 部分:硬度计的检验
3 原理
• 将顶部两相对面具有规定角度的金刚石正 四棱锥压头用试验力压入试样表面,保持规 定时间后,卸除试验力,测量压痕对角线长度. 计算维氏硬度值.把压痕的形状看成为与压 头相同的理想形状.
• 维氏硬度计算公式:
• 示例: 凸球面直径: D = 10 试验力: F = 98.07N 压痕对角线平均值: d = 0.0150mm 平均压痕与凸球径之比值: d/D = 0.015 维氏硬度值:
98.07
0.1891 0.1502 824HV 10
用表B1通过内插法求得修正系数: 0.983 球体硬度为: 824×0.983 = 810HV10
HV
0.102
2F
s
in
1360 2
d2
F 0.1891 d 2
4 维氏硬度符号
• 维氏硬度符号表示为 维氏硬度数加符号 “HV” 加试验力 加保持 试验力时间(10s～15s)不标注. 例如: 640HV30 640HV30/20. 上述前者表示在试验力为30x9.80665= 294.2N下保持10s~15s测得维氏硬度为640. 后者的保持试验力时间为20s.
5 硬度计
• 硬度计、压头、压痕测量装置均应符合国 标GB/4340.2-1999规定的要求.
6 试样
• 试样表面粗糙度 建议: 维氏硬度试样: Ra0.4 m 小负荷维氏硬度试样: Ra0.2m 显微维氏硬度试样:建议Ra0.1 m
• 试样最小厚度 试样最小厚度应为压痕对角线长度的 1.5d.
GB/T4340.1-1999 金属维氏硬度试验 第1部分:试验方法
前言
• 等效采用国际标准ISO 6507.1-1999 金属材 料 维氏硬度试验 第1部分:试验方法.
1 范围
适用于金属材料维氏硬度,包括维氏硬度, 小 维氏硬度和显微维氏硬度的测定. 适用于压痕对角线长度0.020～1.400mm范 围内.