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影响显微硬度值的因素

作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2019-11-07
内容摘要:因为显微硬度测试力小,压痕小,容易出现误差。影响显微硬度值准确性的因素很 多,主要因素有以下几方面:(1) 试样制备。显微试样制备过程中,会因磨削使表面塑性变形引起加工硬化,这会 对显微硬度值产生很大的影响(有时误差可达50%),低载荷下更为明显。因此试样在制 备过程中,要尽量减少表面变形层,特别对软材料,最好...

因为显微硬度测试力小,压痕小,容易出现误差。影响显微硬度值准确性的因素很 多,主要因素有以下几方面:

(1) 试样制备。显微试样制备过程中,会因磨削使表面塑性变形引起加工硬化,这会 对显微硬度值产生很大的影响(有时误差可达50%),低载荷下更为明显。因此试样在制 备过程中,要尽量减少表面变形层,特别对软材料,最好采用电解抛光。

(2) 加载的部位。压痕在被测晶粒上的部位及被测晶粒的厚度对显微硬度值均有影 响。在选择测量对象时应选取较大截面的晶粒,因为较小截面的晶粒厚度可能较薄,测量 结果可能会受晶界或相邻第二相的影响。

(3) 载荷。根据试样的实际情况,选择适当的荷载,在试样条件允许的情况下,尽量 选择较大的载荷,以得到尽可能大的压痕,并且压痕大小要与晶粒大小成比例,尤其是在 软基体上测硬质点时,被测硬质点的截面直径必须是压痕对角线长度的4倍,否则将可能 得到不精确的测量数据。此外,测定脆性相时,髙载荷可能出现“压”现象,角上有裂 纹的压痕表明载荷已超过材料的断裂强度,因而获得的硬度值是不准确的。

由于弹性变形的回复是材料的一种性能,对于任意大小的压痕其弹性回复量几乎一 样,压痕越小弹性回复量占的比例就越大,显微硬度值也就越高。在同一试样中,选用不 同的载荷测试得出的结果不完全相同,一般载荷越小,硬度值波动越大。所以同一试验, 最好始终选相同的载荷,以减少载荷变化对硬度值的影响。布科(Buckle)提出的四类加 载范围,可供参考⑷:

铝合金:l~5g

软铁線:5~15g

硬钢:15~30g

碳化物:30〜120g

(4) 压头。压头的几何形状会对硬度值准确性有影响。压头的四个三角形工作面应光 滑、平整并有一定的粗糙度。在使用过程中压头受到损坏,如顶角磨损、表面出现裂纹、 凹陷或压头上粘有某些其他物质,都会使压痕边缘粗糙和不规则,增大测量误差,影响测 量结果。

(5) 加载速度和保载时间。硬度定义中的载荷是指静态的含义,但实际上一切硬度试 样中载荷都是动态的,是以一定的速度施加在试样上的,由于惯性的作用,加载机构会产 生一个附加载荷,因此加载速度过快,会增大压痕,使显微硬度值降低。为了消除这个附 加载荷的影响,在施加载荷时应尽可能以平稳、缓慢的速度进行。一般载荷越小,加载速 度的影响就越大,当载荷小于100g时,加载速度应为l-ZOjim/s

塑性变形是个过程,完成这个过程需要一定的时间,只有载荷保持一定的时间,由压 头对角线长度所测出的显微硬度值才能接近材料的真实硬度值。大量试验表明,加载后保 压时间5-10s后即可卸载进行测量。

(6) 振动。振动是试验中经常遇到但又很难察觉的问题。振动会减少压头与试样之间 的摩擦,有利于压入,使压痕尺寸增大,从而降低硬度值。

(7) 测量显微镜的精度以及个人操作因素。测微目镜的测量精度不够,会造成压痕对 角线的测量误差,影响其硬度值。个人操作不当、缺乏经验等因素也会影响测量精度。因 此,显微硬度测试是一项细致、费时的操作。


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