影响维氏硬度计测试值的三大因素

2010-11-11

                                                   影响维氏硬度计测试值的三大因素
    众所周知，在显微维氏硬度试验中，负荷与压痕之间是不遵守几何相似定理的，通常认为显微硬度值随试验负荷的减小而增大，但在贵金属材料中却恰恰相反，即硬度值在小负荷时随负荷的减小而减小。
航空用贵金属材料大多为细丝和薄片，对于这些材料的硬度试验只能选用显微硬度，然而影响维氏硬度计测试值的因素又很多，以致不同单位之间的测试结果往往难以一致。本工作进行了负荷、负荷保持时间、加荷速度、压痕间距、试样表面质量等项试验，认为影响显微硬度测试值的主要因素有试验负荷、试样表面质量和测量偏差等。
一、试样表面质的影响
   各单位对试样表面质量的要求不同，有的用金相抛光的方法获得，有的在金相细砂纸上磨几下即成．实践证明，同一块试样表面因质量不同硬度值是有差异的。
我们采用金相细砂纸研磨，机械抛光以及浅腐蚀的方法，获得表面质量不同的试样，以观察表面质量的影响。

1 ） 粗糙度 Ra 值为 0.20 ～ 0.42 m m 光洁度 ? 9- ? 8上限的试样，硬度值普遍偏高，其中尤以PtIr10 和 AuNi9 明显，硬度偏高是试样在磨制过程中产生的表面变形层引起的；

2 Ra 值小于 0.125 m m （光洁度 ?10以上）以及浅腐蚀以后的试样，硬度值基本不变，这说明只要用粒度小于3.5w的抛光膏抛光，则表面变形层对显微硬度测量的影响是不大的．我们认为，对于显微硬度试样，要求表面粗糙度Ra 值小于 0.125m m（光洁度 ? 10 以上）是必要的，为了便于精确测量有时要求还会高一些。

二、测量偏差的影响
    如果试样制备很好，又采用同样负荷，那么各单位对同一试样进行测试的结果是否一致呢？我们用AuAgCu20-30冷拉线材作试样，在212 厂， 232 厂等单位进行试验，测试结果见表 3 。

    实践证明，各单位的测试结果往往不一致，其中 125 厂更高， 212 厂低，高低值相差 39.7，若以百分数表示则差13％。这样悬殊的差异使各单位之间的测试结果难以比较，同时也说明了在试验机正常的条件下，显微硬度的误差主要来自测试人员的瞄准技术。
    为了提高测试的正确性，我们主张用标准显维硬度块统一测试结果，为此，提出了测量偏差的修正问题。所谓测量偏差，系指在相应负荷的标准块上测量7点，其平均值与标准块硬度值之差除以标准硬度值，测量偏差用百分比表示，测量人员在求得各自的测量偏差之后，对被测试样的硬度值进行修正，修正方法由下式给出：
修正值 = 测量值 + 测量值×测量偏差
   上述单位做了验证试验，有关人员测量的偏差和按上式修正后 AuAgCu20-30 冷拉线材硬度值见表 4 。
标准块硬度值 =245.9 ；试验负荷： 100g
试验证明，测量偏差的修正是十分有效的，它能显著地提高测试结果的准确性。

三、其他因素的影响：
1、只有在相同负荷下测得的显微硬度值方可互相比较，对于贵金属材料，选用的负荷应在该负荷下造成的压痕对角线长度不小于 40mm为好。
2、硬度试样如用机械抛光制备，则粗糙度 Ra 值小于 0.125 m m （即光洁度?10以上）的磨面，其表面变形层对显微硬度值的测量影响不大。
3、测量偏差的修正，可以显著提高测试结果的准确性。HR－150A型洛氏硬度注意事项和故障的分析与排除。
4、影响显微硬度值的因素虽然是多方面的，但只要适当控制主要因素，显微硬度测试值还是比较正确和可信的。