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顯微硬度計(jì)的作原理

發(fā)布時(shí)間:2019/2/11      點(diǎn)擊次數(shù):2630

顯微硬度計(jì)是機(jī)械、冶金等行業(yè)行金屬材料性能檢驗(yàn)的儀器,在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用。

作原理

顯微硬度試驗(yàn)就是將兩相對(duì)面夾角為136°的金剛石四棱錐體壓頭,在定的試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面,保持定的時(shí)間后,卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度,然后查對(duì)角線長(zhǎng)度與顯微硬度值對(duì)應(yīng)表,得到顯微硬度試驗(yàn)值。

這種試驗(yàn)原理是種簡(jiǎn)化后的試驗(yàn)操作過(guò)程,真正顯微硬度是試驗(yàn)力除以壓痕錐形表面積所得的商,壓痕錐形表面積可由壓頭錐角和壓痕直徑計(jì)算得出,得到顯微硬度計(jì)算公式:

式中:HV顯微硬度值,F(xiàn)試驗(yàn)力,d壓痕直徑。

壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度與顯微硬度計(jì)值的對(duì)應(yīng)表就是由公式計(jì)算出來(lái)的。

顯微硬度計(jì)和維氏硬度計(jì)所用的載荷分別為:1kg、2kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等,常用的為1kg、2kg、5kg、10kg、30kg、50kg。

載荷的大小主要取決于試件的厚度。

測(cè)試的硬度是通過(guò)壓痕單位面積上所能承受的載荷來(lái)表示的。將選定的固定實(shí)驗(yàn)力(載荷)壓入試樣表面,并經(jīng)過(guò)規(guī)定的保持時(shí)間(保荷),然后卸除實(shí)驗(yàn)力(卸荷)后,在試樣表面殘留出個(gè)底面為正方形的正四棱錐或克努普壓痕,通過(guò)測(cè)微目鏡測(cè)量其對(duì)角線的長(zhǎng)度,得到壓痕的面積,顯微硬度值就是實(shí)驗(yàn)力與壓痕表面積的比值。

力值測(cè)定

顯微硬度計(jì)的力值正確與否,將直接影響儀器的示值度。

由于顯微硬度計(jì)是采用小負(fù)荷(1kgf 以下)試驗(yàn),又受到儀器空間容量的限制,因此在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)顯微硬度計(jì)的力值測(cè)定未能得到較好的解決,從而影響顯微硬度試驗(yàn)的可靠性和正確性,也影響顯微硬度計(jì)的制質(zhì)量。

顯微硬度計(jì)的檢定規(guī)程中明確規(guī)定:硬度計(jì)的負(fù)荷誤差,對(duì)等于和小于100gf的負(fù)荷,允許在±1.5%以內(nèi),大于100gf 的負(fù)荷誤差應(yīng)小于±1.0%,其變動(dòng)度分別不大干1.5%和1.0%。

目前,內(nèi)還沒(méi)有小量程測(cè)力計(jì),所以測(cè)定顯微硬度計(jì)的負(fù)荷時(shí),對(duì)現(xiàn)有儀器行改裝或自行。

以往所用的顯微硬度計(jì)的測(cè)力裝置主要有以下三種:

(1)光學(xué)測(cè)力計(jì)

(2)改裝機(jī)械天平

(3)電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)力裝置

上述三種測(cè)力裝置曾后用于顯微硬度計(jì)的負(fù)荷測(cè)定, 但都還存在著較多問(wèn)題。光學(xué)測(cè)力計(jì)和改裝機(jī)械天平雖然能用來(lái)測(cè)定加荷主軸采用摩擦支承的顯微硬度計(jì)(如BHX-1 型基堆顯微硬度計(jì))。

但由于體積較大,使用不方便。尤其對(duì)加荷主軸采用彈性支承的顯微硬度計(jì),由于存在著" 零位" 要求, 更是無(wú)法使用。

電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)力裝置雖比前兩種好些,但要廣泛用于顯微硬度計(jì)的和檢定中仍有較多缺點(diǎn),如:裝置復(fù)雜、體積大、費(fèi)用貴、不易維修、作效率低、受顯微硬度計(jì)空間容量的限制、對(duì)不同負(fù)荷需調(diào)整作臺(tái)等

 


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