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影響維氏硬度計測試值的三大因素

2010-11-11

                                                   影響維氏硬度計測試值的三大因素
    眾所周知，在顯微維氏硬度試驗中，負荷與壓痕之間是不遵守幾何相似定理的，通常認為顯微硬度值隨試驗負荷的減小而增大，但在貴金屬材料中卻恰恰相反，即硬度值在小負荷時隨負荷的減小而減小。
航空用貴金屬材料大多為細絲和薄片，對于這些材料的硬度試驗只能選用顯微硬度，然而影響維氏硬度計測試值的因素又很多，以致不同單位之間的測試結果往往難以一致。本工作進行了負荷、負荷保持時間、加荷速度、壓痕間距、試樣表面質量等項試驗，認為影響顯微硬度測試值的主要因素有試驗負荷、試樣表面質量和測量偏差等。
一、試樣表面質的影響
   各單位對試樣表面質量的要求不同，有的用金相拋光的方法獲得，有的在金相細砂紙上磨幾下即成．實踐證明，同一塊試樣表面因質量不同硬度值是有差異的。
我們采用金相細砂紙研磨，機械拋光以及淺腐蝕的方法，獲得表面質量不同的試樣，以觀察表面質量的影響。

1 ） 粗糙度 Ra 值為 0.20 ～ 0.42 m m 光潔度 ? 9- ? 8上限的試樣，硬度值普遍偏高，其中尤以PtIr10 和 AuNi9 明顯，硬度偏高是試樣在磨制過程中產生的表面變形層引起的；

2 Ra 值小于 0.125 m m （光潔度 ?10以上）以及淺腐蝕以后的試樣，硬度值基本不變，這說明只要用粒度小于3.5w的拋光膏拋光，則表面變形層對顯微硬度測量的影響是不大的．我們認為，對于顯微硬度試樣，要求表面粗糙度Ra 值小于 0.125m m（光潔度 ? 10 以上）是必要的，為了便于精確測量有時要求還會高一些。

二、測量偏差的影響
    如果試樣制備很好，又采用同樣負荷，那么各單位對同一試樣進行測試的結果是否一致呢？我們用AuAgCu20-30冷拉線材作試樣，在212 廠， 232 廠等單位進行試驗，測試結果見表 3 。

    實踐證明，各單位的測試結果往往不一致，其中 125 廠更高， 212 廠低，高低值相差 39.7，若以百分數表示則差13％。這樣懸殊的差異使各單位之間的測試結果難以比較，同時也說明了在試驗機正常的條件下，顯微硬度的誤差主要來自測試人員的瞄準技術。
    為了提高測試的正確性，我們主張用標準顯維硬度塊統一測試結果，為此，提出了測量偏差的修正問題。所謂測量偏差，系指在相應負荷的標準塊上測量7點，其平均值與標準塊硬度值之差除以標準硬度值，測量偏差用百分比表示，測量人員在求得各自的測量偏差之后，對被測試樣的硬度值進行修正，修正方法由下式給出：
修正值 = 測量值 + 測量值×測量偏差
   上述單位做了驗證試驗，有關人員測量的偏差和按上式修正后 AuAgCu20-30 冷拉線材硬度值見表 4 。
標準塊硬度值 =245.9 ；試驗負荷： 100g
試驗證明，測量偏差的修正是十分有效的，它能顯著地提高測試結果的準確性。

三、其他因素的影響：
1、只有在相同負荷下測得的顯微硬度值方可互相比較，對于貴金屬材料，選用的負荷應在該負荷下造成的壓痕對角線長度不小于 40mm為好。
2、硬度試樣如用機械拋光制備，則粗糙度 Ra 值小于 0.125 m m （即光潔度?10以上）的磨面，其表面變形層對顯微硬度值的測量影響不大。
3、測量偏差的修正，可以顯著提高測試結果的準確性。HR－150A型洛氏硬度注意事項和故障的分析與排除。
4、影響顯微硬度值的因素雖然是多方面的，但只要適當控制主要因素，顯微硬度測試值還是比較正確和可信的。