《金屬力學(xué)性能測試》課件-顯微硬度

顯微硬度試驗(yàn)《金屬力學(xué)性能測試》01試驗(yàn)原理03特點(diǎn)及適用范圍02試驗(yàn)規(guī)范01宏觀硬度試驗(yàn)法02超顯微硬度試驗(yàn)法03小負(fù)荷硬度試驗(yàn)方法04顯微硬度試驗(yàn)法05納米級硬度試驗(yàn)法按試驗(yàn)力的大小分類導(dǎo)入試驗(yàn)力≥49.03N(≥5kgf)試驗(yàn)力<0.0098N(<0.001kgf)試驗(yàn)力1.961N～49.03N(0.2～5kgf)試驗(yàn)力0.0098N～1.96N(0.001～0.2kgf)試驗(yàn)力<50nN01PARTONE試驗(yàn)原理一、顯微硬度試驗(yàn)原理習(xí)慣上把硬度試驗(yàn)分為兩類——宏觀硬度和顯微硬度。宏觀硬度是指采用1kgf(9.81N)以上載荷進(jìn)行的硬度試驗(yàn)，顯微硬度是指采用≤1kgf(9.81N))載荷進(jìn)行的硬度試驗(yàn)；顯微硬度是相對宏觀硬度而言的一種人為的劃分。一、顯微硬度試驗(yàn)原理顯微硬度是金相分析中常用的測試手段之一。它的測試是在維氏硬度的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，也是利用單位壓痕面積上所承受的載荷來表示材料的硬度值。由于顯微硬度的壓頭尺寸和施加載荷較小，最終留在試樣上的壓痕尺度極?。ㄒ话銕孜⒚椎綆资⒚祝?，因此壓痕面積的測量必須在顯微鏡下進(jìn)行，所以稱這種方法為顯微硬度測試法。一、顯微硬度試驗(yàn)原理根據(jù)所用金剛石壓頭的形狀不同，顯微硬度又分為維氏（Vickers）顯微硬度和努普（Knoop）顯微硬度兩種。一、顯微硬度試驗(yàn)原理HV-1000型顯微硬度計(jì)顯微硬度計(jì)實(shí)際上是一臺設(shè)有加載裝置并帶有目鏡測微器的顯微鏡，主要是由升降系統(tǒng)、工作臺、加荷系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和外殼體組成。加荷系統(tǒng)中的壓頭是顯微硬度儀的核心部件，它是鑲嵌在壓頭頂尖的極小金剛石錐體，按照壓頭的形狀可分為維氏壓頭和努普型壓頭。一、顯微硬度試驗(yàn)原理HV-1000型顯微硬度計(jì)普通維氏壓頭和顯微壓頭的對比一、顯微硬度試驗(yàn)原理顯微壓頭顯微硬度用維氏金剛石壓頭和維氏硬度壓頭一樣的金剛石正四棱柱壓頭，這種壓頭留在試樣表面的壓痕長短對角線相等。一、顯微硬度試驗(yàn)原理顯微壓頭顯微硬度用努普氏金剛石壓頭使用的金剛石壓頭是對面角分別為172°30’和130°的四角棱錐，它在試樣表面留下的壓痕是菱形，長短對角線比值為7.11：1。一、顯微硬度試驗(yàn)原理不管是哪種壓頭，顯微硬度的測量值都是按下式計(jì)算顯微硬度=常數(shù)×實(shí)驗(yàn)力/壓痕表面積顯微硬度用維氏金剛石壓頭對于對角面均為136°的維氏壓頭，HV=0.1891·F/d2，其中F和d分別為載荷和壓痕對角線長度。一、顯微硬度試驗(yàn)原理不管是哪種壓頭，顯微硬度的測量值都是按下式計(jì)算顯微硬度=常數(shù)×實(shí)驗(yàn)力/壓痕表面積對于對角面為172°30’和130°的努普氏壓頭，HK=139.54·P/L2，其中P和L分別為載荷和壓痕對角線長度。顯微硬度用努普氏金剛石壓頭02PARTTWO試驗(yàn)規(guī)范HV-1000型顯微硬度計(jì)二、顯微硬度試驗(yàn)過程測定之前，先要將待測件磨制成反光磨片試樣，置于顯微硬度計(jì)的載物臺上，通過加載荷裝置對四棱錐形的金剛石壓頭加壓，載荷的大小可根據(jù)待測材料的硬度不同而增減。HV-1000型顯微硬度計(jì)二、顯微硬度試驗(yàn)過程金剛石壓頭壓入試樣后，在試樣表面上產(chǎn)生一個凹坑。把顯微鏡十字絲對準(zhǔn)凹坑，用目鏡測微器測量凹坑對角線長度，然后根據(jù)所加載荷及凹坑對角線長度就可查出或計(jì)算出所測物質(zhì)的顯微硬度值。03PARTTHREE特點(diǎn)及適用范圍三、顯微硬度特點(diǎn)及適用范圍優(yōu)點(diǎn)一種真正的非破壞性試驗(yàn)，其得到的壓痕小，壓入深度淺，在試件表面留下的痕跡可忽略，因而適用于各種零件及成品的硬度試驗(yàn)。三、顯微硬度特點(diǎn)及適用范圍優(yōu)點(diǎn)高精度：適用于測量非常小的壓痕，適合于薄膜和微小材料的硬度測試。適用性廣：可以測量各種材料，包括金屬、陶瓷、玻璃、塑料等。易于操作：大多數(shù)顯微硬度計(jì)都是自動化的，操作簡單。表面要求：需要非常平整和清潔的表面。壓痕尺寸限制：對于非常硬的材料，壓痕可能太小，難以測量。測試成本：顯微硬度測試設(shè)備可能成本較高。環(huán)境因素：需要控制環(huán)境因素，如溫度和濕度，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。三、顯微硬度特點(diǎn)及適用范圍局限性三、顯微硬度特點(diǎn)及適用范圍顯微硬度試驗(yàn)由于具有負(fù)荷小、靈敏度高等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和科研。不僅用于對金屬材料的測定，同時也可對非金屬材料進(jìn)行測定。用于工藝檢驗(yàn)方面。主要測定小件、薄件硬度，如軸尖、薄片等零件。也可測定鍍層、強(qiáng)化層等的硬度。用于金相學(xué)和金屬物理學(xué)方面。研究金屬結(jié)構(gòu)，相的分辨以及晶體特性的測定。通過對壓痕形狀的觀察可以研究金屬各組成相的塑性和脆性。三、顯微硬度特點(diǎn)及適用范圍顯微硬度試驗(yàn)由于具有負(fù)荷小、靈敏度高等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和科研。不僅用于對金屬材料的測定，同時也可對非金屬材料進(jìn)行測定。用于材料科學(xué)方面。