影響維氏硬度值的因素及誤差分析

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1、影響維氏硬度值的因素及誤差分析影響維氏硬度值的因素及誤差分析一、影響維氏硬度值的因素一、影響維氏硬度值的因素 理論分析和試驗結果表明，維氏硬度值與下列因素有關：1、試驗力：硬度值大小與試驗力大小、試驗力方向、試驗力保持時間極其施加速度有關。2、壓頭：硬度值與金剛石壓頭兩相對面夾角、橫刃及其四棱錐體的表面粗糙度等均有關。當壓頭頂端不是一個點而是一條線時，稱這條線為壓頭橫刃。3、試樣：硬度值與試樣材質、形狀和表面粗糙度、壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離以及試樣溫度等均有關。二、維氏硬度試驗誤差分析二、維氏硬度試驗誤差分析 2.1-壓痕對角線長度測量不精確引起的硬度測量誤差-當壓痕對角線長度測量大了，硬

2、度測得值較硬度真值低；反之，當壓痕對角線長度測量小了，硬度測得值較硬度真值高。壓痕對角線越長，則硬度測量相對誤差越小。因此當試驗條件允許時，應盡量選用較大的試驗力，以便能得到較大的壓痕，減少硬度測量相對誤差。2.2-試驗力偏離標準值引起的硬度測量誤差-試驗力較標準值偏大時，硬度測得值較硬度真值低；反之，試驗力較標準值偏小時，硬度測得值較硬度真值高JJG151-1991金屬維氏硬度計檢定規程 規定：維氏硬度計試驗力允許誤差為1.0%。JJG260-1991顯微硬度計檢定規程規定：對于0.9807N 的試驗力允差為2.0%，0.9807N 的試驗力允差為1.5%，1.961N 的試驗力允差為1.0

3、%。2.3-試驗力不垂直于試樣表面引起的硬度測量誤差-排除壓頭的因素，只要測量壓痕兩條對角線長度并取其平均值來計算硬度值，此種因素引起的硬度測量誤差很微小。2.4 試驗力保持時間偏離標準值引起的硬度測量誤差-隨著試驗力保持時間的增加，硬度值降低；當試驗力保持一段時間后，硬度值變化趨緩。檢定規程規定：試驗力保持時間為 1015s。2.5-試驗力施加速度引起的硬度測量誤差-隨著試驗力施加速度的增加，硬度值降低。JJG151-1991金屬維氏硬度計檢定規程 規定：維氏硬度計施加試驗力速度應為 0.150.25mm/s 或用壓入時間表示應為 25s。JJG260-1991顯微硬度計檢定規程規定：顯微硬

4、度計施加試驗力速度應為0.020.07mm/s。2.6-金剛石壓頭兩相對面夾角偏離標準值引起的硬度測量誤差 夾角偏大，硬度測得值較硬度真值偏低。-JJG334-1993金剛石壓頭檢定規程規定：金剛石棱錐體相對兩棱面夾角，維氏壓頭應為 1360.5；小負荷和顯微維氏壓頭應為 1360.25。2.7-壓頭橫刃引起的硬度測量誤差-由于壓頭有橫刃，壓痕變成長方形，使測得的壓痕對角線長度增加，硬度值降低，帶來負的硬度測量誤差。在顯微硬度試驗范圍內，壓頭橫刃的影響非常大。JJG334-1993金剛石壓頭檢定規程規定：金剛石棱錐體壓頭頂端橫刃長度，維氏壓頭應不大于 2um；小負荷和顯微維氏壓頭應不大于 1u

5、m。2.8-金剛石壓頭表面粗糙度不符合規定引起的硬度測量誤差-壓頭表面粗糙度增加，壓頭壓入阻力增加，使硬度值升高。JJG334-1993金剛石壓頭檢定規程 規定：金剛石壓頭表面粗糙度，RZ0.1um。2.9-試樣材質不同引起的硬度測量誤差-試驗結果表明，不同材質壓痕形狀不同，對壓痕對角線真實尖端的判斷造成困難，因此帶來硬度測量誤差。2.10-試樣表面粗糙度不符合規定引起的硬度測量誤差 試樣表面粗糙度越小，壓痕邊緣越清晰，則壓痕對角線長度的測量越穩定，因而能得到較精確、穩定的硬度值。2.11-試樣形狀不符合規定引起的硬度測量誤差-試樣厚度減小到一定程度，將使硬度值降低。試樣表面不是平面時，硬度值

6、隨著試樣曲面直徑的變化而變化。GB/T4340.1-1999金屬維氏硬度試驗 第 1 部分：試驗方法規定：試樣或試驗層厚度至少應為壓痕對角線長度的 1.5 倍，試驗后試樣背面不應出現可見變形痕跡；對于在曲面試樣上試驗的結果，應使用修正系數表進行修正；對于小截面或外形不規則的試樣，可將試樣鑲嵌或使用專用支承臺進行試驗。2.12-壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離不符合要求引起的硬度測量誤差-壓痕間距離太近，將使硬度值升高；壓痕到試樣邊緣間距離太近，將使硬度值降低。GB/T4340.1-1999金屬維氏硬度試驗 第 1 部分：試驗方法規定：任一壓痕中心距試樣邊緣距離，對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的 2.5 倍，對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的 3 倍；兩相鄰壓痕中心之間距離，對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的 3 倍，對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的 6 倍，如果兩相鄰壓痕大小不同，應以較大壓痕確定壓痕間距。