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維氏硬度計(jì)精度因素的誤差分析

來源:武漢愛斯佩科學(xué)儀器有限公司   2011年02月10日 21:54  

一、影響維氏硬度計(jì)精度的因素
理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明,維氏硬度值與下列因素有關(guān):
1、 試驗(yàn)力:硬度值大小與試驗(yàn)力大小、試驗(yàn)力方向、試驗(yàn)力保持時(shí)間極其施加速度有關(guān)。
2、壓頭:硬度值與金剛石壓頭兩相對(duì)面夾角、橫刃及其四棱錐體的表面粗糙度等均有關(guān)。當(dāng)壓頭頂端不是一個(gè)點(diǎn)而是一條線時(shí),稱這條線為壓頭橫刃。
3、 試樣:硬度值與試樣材質(zhì)、形狀和表面粗糙度、壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離以及試樣溫度等均有關(guān)。
二、維氏硬度計(jì)試驗(yàn)誤差分析
2.1-壓痕對(duì)角線長度測量不引起的硬度測量誤差
-----當(dāng)壓痕對(duì)角線長度測量大了,硬度測得值較硬度真值低;反之,當(dāng)壓痕對(duì)角線長度測量小了,硬度測得值較硬度真值高。壓痕對(duì)角線越長,則硬度測量相對(duì)誤差越小。因此當(dāng)試驗(yàn)條件允許時(shí),應(yīng)盡量選用較大的試驗(yàn)力,以便能得到較大的壓痕,減少硬度測量相對(duì)誤差。
2.2- 試驗(yàn)力偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測量誤差
-----試驗(yàn)力較標(biāo)準(zhǔn)值偏大時(shí),硬度測得值較硬度真值低;反之,試驗(yàn)力較標(biāo)準(zhǔn)值偏小時(shí),硬度測得值較硬度真值高
JJG151-1991《金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定:維氏硬度計(jì)試驗(yàn)力允許誤差為±1.0%。
JJG260-1991《顯微硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定:對(duì)于≤0.9807N的試驗(yàn)力允差為±2.0%,>0.9807N的試驗(yàn)力允差為±1.5%,≥1.961N的試驗(yàn)力允差為±1.0%。
2.3- 試驗(yàn)力不垂直于試樣表面引起的硬度測量誤差
-----排除壓頭的因素,只要測量壓痕兩條對(duì)角線長度并取其平均值來計(jì)算硬度值,此種因素引起的硬度測量誤差很微小。
2.4 試驗(yàn)力保持時(shí)間偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測量誤差
-----隨著試驗(yàn)力保持時(shí)間的增加,硬度值降低;當(dāng)試驗(yàn)力保持一段時(shí)間后,硬度值變化趨緩。
檢定規(guī)程規(guī)定:試驗(yàn)力保持時(shí)間為10~15s。
2.5- 試驗(yàn)力施加速度引起的硬度測量誤差
-----隨著試驗(yàn)力施加速度的增加,硬度值降低。
JJG151-1991《金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定:維氏硬度計(jì)施加試驗(yàn)力速度應(yīng)為0.15~0.25mm/s或用壓入時(shí)間表示應(yīng)為2~5s。
JJG260-1991《顯微硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定:顯微硬度計(jì)施加試驗(yàn)力速度應(yīng)為0.02~0.07mm/s。
2.6- 金剛石壓頭兩相對(duì)面夾角偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測量誤差 夾角α偏大,硬度測得值較硬度真值偏低。
-----JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規(guī)程》規(guī)定:金剛石棱錐體相對(duì)兩棱面夾角,維氏壓頭應(yīng)為136±0.5°;小負(fù)荷和顯微維氏壓頭應(yīng)為136±0.25°。
2.7- 壓頭橫刃引起的硬度測量誤差
-----由于壓頭有橫刃,壓痕變成長方形,使測得的壓痕對(duì)角線長度增加,硬度值降低,帶來負(fù)的硬度測量誤差。在顯微硬度試驗(yàn)范圍內(nèi),壓頭橫刃的影響非常大。
JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規(guī)程》規(guī)定:金剛石棱錐體壓頭頂端橫刃長度,維氏壓頭應(yīng)不大于2um;小負(fù)荷和顯微維氏壓頭應(yīng)不大于1um。
2.8- 金剛石壓頭表面粗糙度不符合規(guī)定引起的硬度測量誤差
-----壓頭表面粗糙度增加,壓頭壓入阻力增加,使硬度值升高。
JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規(guī)程》規(guī)定:金剛石壓頭表面粗糙度,RZ≤0.1um。
2.9- 試樣材質(zhì)不同引起的硬度測量誤差
-----試驗(yàn)結(jié)果表明,不同材質(zhì)壓痕形狀不同,對(duì)壓痕對(duì)角線真實(shí)的判斷造成困難,因此帶來硬度測量誤差。
2.10- 試樣表面粗糙度不符合規(guī)定引起的硬度測量誤差
試樣表面粗糙度越小,壓痕邊緣越清晰,則壓痕對(duì)角線長度的測量越穩(wěn)定,因而能得到較、穩(wěn)定的硬度值。
2.11- 試樣形狀不符合規(guī)定引起的硬度測量誤差
-----試樣厚度減小到一定程度,將使硬度值降低。試樣表面不是平面時(shí),硬度值隨著試樣曲面直徑的變化而變化。
GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法》規(guī)定:試樣或試驗(yàn)層厚度至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的1.5倍,試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見變形痕跡;對(duì)于在曲面試樣上試驗(yàn)的結(jié)果,應(yīng)使用修正系數(shù)表進(jìn)行修正;對(duì)于小截面或外形不規(guī)則的試樣,可將試樣鑲嵌或使用支承臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)。
2.12- 壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離不符合要求引起的硬度測量誤差
-----壓痕間距離太近,將使硬度值升高;壓痕到試樣邊緣間距離太近,將使硬度值降低。
GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法》規(guī)定:任一壓痕中心距試樣邊緣距離,對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的2.5倍,對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的3倍;兩相鄰壓痕中心之間距離,對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的3倍,對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的6倍,如果兩相鄰壓痕大小不同,應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。
文章關(guān)鍵詞:維氏硬度計(jì),硬度計(jì)誤差分析

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