维氏硬度计测断裂韧性
作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2025-02-19
内容摘要： 断裂韧性是材料抵抗裂纹扩展的能力，是评估材料可靠性的重要参数。传统断裂韧性测试需要预制裂纹和复杂加载装置，而利用维氏硬度计进行压痕法测量，提供了一种便捷的替代方案。其主要原理是：
维氏硬度计通过金刚石正四棱锥压头在材料表面施加固定载荷，形成菱形压痕。在硬脆材料(如陶瓷、硬质合金)中，压痕周围可能产生放射状裂纹...
断裂韧性是材料抵抗裂纹扩展的能力，是评估材料可靠性的重要参数。传统断裂韧性测试需要预制裂纹和复杂加载装置，而利用维氏硬度计进行压痕法测量，提供了一种便捷的替代方案。其主要原理是： 维氏硬度计通过金刚石正四棱锥压头在材料表面施加固定载荷，形成菱形压痕。在硬脆材料(如陶瓷、硬质合金)中，压痕周围可能产生放射状裂纹。根据裂纹长度与载荷的关系，可计算材料的断裂韧性(KIC)。常用公式为：
其中，E为弹性模量，Hv为维氏硬度，P为载荷，c为裂纹长度。
所以在测量时，首先将需要测试的工件制作成试样，再将试样表面先抛光成镜面，放在显微硬度仪下，以在抛光表面用硬度计的锥形金刚石压头产生一压痕，这样在压痕的四个顶点就产生了预制裂纹。然后根据压痕载荷P和压痕裂纹扩展长度C就能计算出断裂韧性数值(KIC)。该方法无需复杂试样制备，适用于微小区域或涂层材料的局部测试，极大的提高了材料断裂韧性测试的便利性。但同时也存在其局限性，那就是需注意材料均匀性、裂纹清晰度对结果的影响，且更适用于脆性材料。目前，ASTM和ISO已将其纳入部分标准(如ASTM C1327)。
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