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显微硬度计测定误差的分析

发布时间:2019-04-12 14:38:12  阅读:
显微硬度计试验主要是指采用正四棱角锥体的金刚石 压头(维氏压头)所完成的试验•故以下分析研究均针对 此类压头试验^言 其他形式的
显微硬度计试验主要是指采用正四棱角锥体的金刚石 压头(维氏压头)所完成的试验•故以下分析研究均针对 此类压头试验^言.其他形式的压头试验,可依同理类 推显微硬度测定误差的分析可从其计箅公式中所包括的各 项因素加以分析。

由此可见,与硬度计测定结果有关联的一些因素是:
①所 施加的负荷力是否准确;
②压头的几何形状是否规则;
③压 痕对角线的测量是否正确;
④试验时在试样上所选取的位置、 是否适当.

显微硬度计测定误差的分析



由上式可见,显微硬度计测定结果误差与负荷误差,压头 角度偏差和压痕对角线的测量偏差之间的关系.

一、负荷误差对硬度计值的影响
由公式中可见,负荷与硬度值成比例关系,只是方向枏 反,负荷大时,所得压痕对角线増长,即使所得硬度值脩 低,反之,负荷误差为负值时,即负荷小时,则使所得硬度 值偏高

由于硬度计结构不同,负荷误差对硬度值的影响也不尽 相同•例如主轴的导向机构间隙较大,导轨直线性不好,或 是弹性元件的影响引起压头压入过程中产生侧向位移,使压 痕形状不规则,尺寸有所增加,或是产生侧向分力而使负荷 .减小等等,均影响硬度的准确性,试验时应选择适当的负 荷,所采用的负荷过小时,则主轴摩擦力的影响将较大的影 响负荷精度.°同时也会带来较大的压痕测量误差•但如果负 荷过大,使运动部件质量増大,由于加荷速度过快而造成的动 态负荷误差也会増大,(Townend)曾证明该 惯性能量与仪器加荷机构运动部件的质量m和加荷速度v的 平方成比例,与所采用的负荷和在该负荷下所获得的压 痕对角线的长度Cf成反比例关系,即,计算公式为
显微硬度计测定误差的分析

二、硬度计压头的影晌
为了获得准确可靠的硬度值,压头应具有规定的正确形 状和尺寸,各棱面夹角及横刃尺寸都应在规定的允差范围内 (详见显微硬度计检定规程).表面$糖度不得低于夢.

大负荷维氏硬度试验所用压头角度的允差是±1°,而显微 维氏压头的允差为土 15 '和±5\因此对硬度值的影响甚微, 可以忽略不计t如果必须得到精确示值而需加以修正时, 可以以所得硬度值乘以1.079 sin (^/2),此处A为所用压头 顶角角度(参阅文献C2〕).当然这一计算结果对压头角度误差 为±15/以内的压头而言是微不足道的.一般情况下完全可能 被其它试验误差所掩盖.

压头横刃对硬度值是有影响的,特别是在小负荷下时高 硬度材料试验时影响更为明显,压头横刃尺寸与压痕对角线 长度的比越大,误差越大,形状计算压痕 投影面积为Wb + c),式中b为压痕边长,c为横刃尺寸。与投影面积相当的对角线应
显微硬度计测定误差的分析
横刃最大,约是压头B的横刃的三倍,B的横刃在规定允差 内,压头C的横刃几乎没有,试验结果如上表所列⑻.
威顿(Buhmoh)也曾以淬火铜和退火铜为试样用三个 横刃尺寸不同的压头进行试验,其试验曲线示于图3.4,第 一组曲线为淬火铜试样所得,第二组曲线为退火铜试样所 得;压头a的横刃为O.ljxm, b压头横刃为l^m,c压头横刃 为2^m.由图可见横刃越大,所测得的硬度值越低

用带有横刃的金刚石压头压出的不同数值的压痕,它们 之间不是几何相似的,根据不同压痕所算得的硬度值是不能 进行比较的,所以显微硬度试验用的压头横刃必须严格地控 制在0.5 Mm以内.此外,棱面凹凸不平、顶端崩裂和棱面 粗糙等加工质量不良的压头也会引起试验结果显著的畸变.
 


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