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了解维氏硬度测试的基础

作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2020-05-22
内容摘要:材料的硬度是决定其是否适合特定目的的更引人注目的因素之一。因此,需要进行硬度测试以确定材料对物体结构完整性的贡献程度。这些测试之一是维氏程序,它已被证明是衡量材料硬度的一种相当有效的方法。但是,在开始学习如何操作机器并使用维氏硬度测试块之前,最好先了解一下测试本身的概念。什么是维氏硬度测试?此程序由...

材料的硬度是决定其是否适合特定目的的更引人注目的因素之一。因此,需要进行硬度测试以确定材料对物体结构完整性的贡献程度。

这些测试之一是维氏程序,它已被证明是衡量材料硬度的一种相当有效的方法。但是,在开始学习如何操作机器并使用维氏硬度测试块之前,最好先了解一下测试本身的概念。

什么是维氏硬度测试?

此程序由罗伯特·L·史密斯(Robert L. Smith)和乔治·E·桑德兰(George E. Sandland)在维克斯有限公司(Vickers Ltd)工作期间于1921年开发。它旨在替代已建立的布氏硬度测试,但操作规模更简单。

维氏程序可用于测试金属和其他同样坚硬材料的硬度。但是,它的主要设计目标是专注于较软的材料,例如塑料,尤其是它们具有抵抗恒定应力变形的能力。

与其他所有硬度测试一样,维氏程序使用其自己的硬度单位。这被称为维氏金字塔数(HV)或金刚石金字塔硬度(DPH)。这些单位可转换为帕斯卡,但不得以任何形式与测量压力的同一单位互换使用。

测试如何进行

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与其他所有硬度测试一样,维氏测试程序涉及将负载掉落到压头上,该压头在材料表面上留下痕迹。但是,为了使结果准确,样品本身必须具有平坦的表面。

这意味着必须对材料进行抛光以满足测试规范。一旦准备好材料,然后将其放置在测试仪上,使其与压头接触。此外,操作员可以参考维氏硬度测试块,以针对该过程正确校准测试仪。

维氏压头的独特功能是它们在所有测试中共享相同的大小和组成。实际上,维克斯程序仅使用一种压头:菱形为倒金字塔形的菱形(因此将其称为维克斯金字塔)。

其基本原理是,要留在材料上的压痕应具有定义明确的形状,以便可测量结果。同样,压头本身应由本身抗变形的材料制成。钻石完全符合此要求。

一旦测试仪经过校准,负载就会下降,这会导致压头将其自身推入材料的表面。随着重力继续将压头进一步推入材料中,它将在此处停留相当长的时间(也称为保压时间)。

停留时间结束后,将卸下负载并释放压头。然后,要求操作员执行光学评估,其中他们将检查剩余压痕的尺寸,并使用特定的方程式得出材料的硬度值。

与所有硬度测试一样,维氏过程中的硬度值与剩余的压痕成反比。换句话说,如果压痕较小且定义不明确,则材料的硬度等级将更高。

优点

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通过设计,维氏测试程序应该为其用户带来许多好处。这些如下:

1.适用范围广

与应用很少的洛氏方法不同,维氏方法可用于所有类型的测试材料和样本。由于具有维氏硬度,维氏硬度测试非常适合测试诸如钢之类的硬质材料以及诸如塑料之类的较软材料。总而言之,维氏测试具有四种测试程序中最宽的硬度范围之一。

2.通用压痕

由于维氏硬度计的压头具有通用形状,因此该过程本身应花费更少的校准时间。同样,由于钻石本身很抗变形,因此压头不需要频繁更换。

从计算的角度来看,所有测试的压痕均相同,这一事实意味着不必为某些材料包括校正系数。样品需要满足测试规格才能产生最准确的结果。

3.无损程序

除了留下明显的压痕外,维氏测试不会完全损坏样品。这意味着一旦程序完成,样品本身就可以用于其他目的。因此,维克斯程序非常适合旨在减少浪费或有效利用其可用测试材料的测试设施。

局限性

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但是,与其他所有硬度测试一样,维氏过程并非没有缺陷。这里是其中的一些:

1.广泛的材料准备

由于维氏测试中具有光学评估功能,因此样品表面的质量必须相当好。这意味着压头将与试样接触的地方必须清洁,打磨和抛光。否则,测试结果将不可靠。

2.测试周期慢

与Rockwell方法相比,Vickers测试相对较慢。进行测试需要30到60秒。这不包括为该程序准备测试位置所花费的时间。

3.价格

由于在测试过程中需要进行光学评估,因此维氏硬度测试仪必须配备光学测量系统。因此,与Rockwell测试仪相比,购买全新的Vickers硬度测试仪要昂贵得多。

另外,维氏硬度计等消耗品通常单独出售。但是,可能会找到将所有测试仪与基本消耗品和配件捆绑在一起的供应商或制造商。这样一来,尽管价格昂贵,但您可以将所有需要的物品打包在一个包裹中。

结论

尽管有其局限性,维氏硬度测试还是迄今为止最可靠的硬度测试程序之一。它的广泛应用范围以及测试人员易于维护,使该测试成为任何测试设施或车间的可行补充。


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