顯微硬度測(cè)定

1、M S EM S EM S EM S E實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解顯微硬度測(cè)試的意義。2. 了解影響顯微硬度的因素。3. 學(xué)習(xí)顯微硬度測(cè)試的原理與方法。http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、顯微硬度測(cè)定原理二、顯微硬度測(cè)定原理 ： 一般硬度測(cè)試的基本原理是：在一定時(shí)間間隔里，施加一定比例的負(fù)荷，把一定形狀的硬質(zhì)壓頭壓入所測(cè)材料表面，然后，測(cè)量壓痕的深度或大小。 習(xí)慣上把硬度試驗(yàn)分為兩類(lèi)：宏觀硬度和顯微硬度。宏觀硬度是指采用1 Kgf(9.81 N)以上負(fù)荷進(jìn)行的硬度試驗(yàn)。

2、顯微硬度是指采用1Kgf(9.81 N)或小于1 Kgf(9.81 N)負(fù)荷進(jìn)行的硬度試驗(yàn) 。顯微硬度測(cè)試是用努氏金剛石角錐壓頭或維氏金剛石壓頭來(lái)測(cè)量材料表面的硬度。http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 1. 1. 努氏金剛石壓頭是一個(gè)對(duì)面角分別為172o30和130o,頂端橫刃不大于1 m的菱形四面錐體，在規(guī)定的荷重下（一般為0.1 kgf = 0.981 N），在壓頭接觸試樣前開(kāi)始，以0.200.05 mm/min的低速壓人試樣表面，并使壓頭與試樣保持接觸2050秒鐘，卸載后，測(cè)量壓痕的長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)。努氏硬度（KHN）值是所施加的負(fù)荷P與永久壓痕的投影面積S之比。

3、即： 式中：P 所施加的負(fù)荷（kg f） ； p 所施加的負(fù)荷（N） ； 2o2o2o2o2o2http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 S 永久壓痕的面積（mm2 ） ； L 壓痕長(zhǎng)對(duì)角線的長(zhǎng)度（mm） C 1/2（ctg A/2tg B/2）= 0.07028 A 縱向菱邊夾角（1720305） B 橫向菱邊夾角（130030） 由于努氏壓頭具有的特異形狀，壓痕為一長(zhǎng)短對(duì)角線近似為1：7的菱形。根據(jù)壓頭的幾何形狀可知，使用較輕的負(fù)荷就能壓印出一個(gè)能清晰測(cè)量的菱形壓痕。因此，不管是硬質(zhì)材料還是易碎材料的硬度試驗(yàn)，均可采用努氏壓頭。努氏壓頭測(cè)試材料硬度的壓痕深度約為其長(zhǎng)

4、對(duì)角線長(zhǎng)度的1/30 。 http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 2.維氏金剛石壓頭是將壓頭磨成正四棱錐體，其相對(duì)兩面夾角為136 0 。維氏顯微硬度值是所施加的負(fù)荷（kg f）除以壓痕的表面積（mm2 ）。采用維氏金剛石壓頭時(shí)，其壓痕深度約為對(duì)角線長(zhǎng)度的1/7。維氏硬度的計(jì)算公式如下：lPllSinPHV22281. 91854P18542/2式中： l 壓痕對(duì)角線長(zhǎng)的平均值（mm） 金剛石壓頭相對(duì)面的夾角（1360 ） lhttp:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 為了精確測(cè)量努氏和維氏金剛石壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度，壓痕必須清晰可見(jiàn)。壓痕清晰實(shí)際上

5、是衡量試樣表面制備質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)負(fù)荷越輕，所要求的表面光潔度就越高。當(dāng)使用100 gf（0.981 N）以下負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，試樣應(yīng)進(jìn)行金相拋光。同時(shí)，要求測(cè)量顯微鏡所測(cè)壓痕長(zhǎng)度的誤差應(yīng)小于0.0005 mm. http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院三實(shí)驗(yàn)器材三實(shí)驗(yàn)器材 HVS1000型數(shù)顯顯微硬度計(jì)由試驗(yàn)機(jī)主體、工作臺(tái)、升降絲杠、加載系統(tǒng)、軟鍵顯示操作面板、高倍率光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)等部分組成。通過(guò)軟鍵輸入，能調(diào)節(jié)測(cè)量光源強(qiáng)弱，預(yù)置試驗(yàn)力保持時(shí)間，維氏和努氏試驗(yàn)方法切換。在軟鍵面板上的LCD顯示屏上，能顯示試驗(yàn)方法、測(cè)試力、壓痕長(zhǎng)度、硬度值、試驗(yàn)力保持時(shí)間、測(cè)量次

6、數(shù)等。http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院1.壓頭壓頭 2.壓頭螺釘壓頭螺釘 3.后蓋后蓋 4.電源插頭電源插頭 5.主主體體 6.顯示操作面板顯示操作面板 7.升降絲桿升降絲桿 8.10物物鏡鏡 9.定位彈簧定位彈簧 10.測(cè)量照明燈座測(cè)量照明燈座 11.數(shù)字式測(cè)微數(shù)字式測(cè)微目鏡目鏡 12.上蓋上蓋 13.照相接口蓋照相接口蓋 14.試驗(yàn)力變換手試驗(yàn)力變換手輪輪 15.照相、測(cè)量轉(zhuǎn)換拉桿照相、測(cè)量轉(zhuǎn)換拉桿 16.物鏡、壓頭轉(zhuǎn)換手物鏡、壓頭轉(zhuǎn)換手輪輪 17.轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)盤(pán) 18.40物鏡物鏡 19.十字試臺(tái)十

7、字試臺(tái) 20.旋輪旋輪 21.電源指示燈電源指示燈 22.電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān) 23.水水平調(diào)節(jié)螺釘平調(diào)節(jié)螺釘 24.面板式打印機(jī)面板式打印機(jī)http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟：三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟：v轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)力變換手輪，選擇符合要求的試驗(yàn)力。旋轉(zhuǎn)變換手輪時(shí)，應(yīng)動(dòng)作緩慢，防止動(dòng)作過(guò)快產(chǎn)生沖擊。v打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)（22），LCD屏上顯示試驗(yàn)力變換手輪所選擇的試驗(yàn)力，v轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡（18）、壓頭轉(zhuǎn)換手柄（16），使40物鏡處于主體前方。（光學(xué)系統(tǒng)總放大倍率為400）http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)

8、院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院v將標(biāo)準(zhǔn)硬度試塊（或被測(cè)試塊）安放在試樣臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)旋輪（20）使試樣臺(tái)上升，眼睛接近測(cè)微目鏡觀察。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)試塊或試樣離物鏡下端23mm時(shí)，目鏡的視場(chǎng)中央出現(xiàn)明亮的光斑，說(shuō)明聚焦面即將來(lái)到，此時(shí)應(yīng)緩慢微量上升，直至在目鏡中觀察到試塊（樣）表面的清晰成像。v將轉(zhuǎn)換手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使壓頭主軸處于主體前方，此時(shí)壓頭頂尖（1）與焦平面間的間隙約0.40.5 mm。當(dāng)測(cè)量不規(guī)則的試樣時(shí)，一定要注意不要使壓頭碰及試樣，以免造成壓頭損壞。http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院v 根據(jù)試驗(yàn)要求鍵入需要的試驗(yàn)力延時(shí)保荷時(shí)間。每鍵一次為5 秒，“+”為加，“-”為

9、減。v 按下”START”鍵，此時(shí)加試驗(yàn)力，（LOADING）LED指示燈亮。v 試驗(yàn)力施加完畢，延時(shí)（DWELL）LED亮，LCT屏上按所選定時(shí)間倒計(jì)時(shí)，延時(shí)時(shí)間到，試驗(yàn)力卸除，卸力指示（UNLOADING）LED亮。在LED 未滅前，不得轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭測(cè)量轉(zhuǎn)換手柄，否則會(huì)影響壓痕測(cè)量精度，甚至損壞儀器。v 將轉(zhuǎn)換手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使40物鏡處于主體前方，這時(shí)可在目鏡中測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。v 在測(cè)量前，先將測(cè)微鏡右邊的鼓輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使目鏡內(nèi)的兩刻線邊緣相近移動(dòng)。當(dāng)兩刻線邊緣相近時(shí)，透光縫隙逐漸減少，當(dāng)兩刻線間處于無(wú)光隙的臨界狀態(tài)時(shí)，按下“CL”鍵清零。 http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大

10、學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院先轉(zhuǎn)動(dòng)左側(cè)鼓輪，使左邊刻線對(duì)準(zhǔn)壓痕一角，在轉(zhuǎn)動(dòng)右側(cè)鼓輪，兩刻線分離，使右側(cè)刻線對(duì)準(zhǔn)壓痕另一角。當(dāng)刻線對(duì)準(zhǔn)壓痕對(duì)角線無(wú)誤時(shí)，按下測(cè)微目鏡下方的按鈕輸入,并在顯示屏的D1后顯示。轉(zhuǎn)動(dòng)右側(cè)鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，LCD屏上D1后的數(shù)字閃爍，表示結(jié)果還未輸入，當(dāng)結(jié)果輸入后，光標(biāo)轉(zhuǎn)入D2。按上述方法在測(cè)試另一對(duì)角線的長(zhǎng)度，此時(shí)，LCD屏HV值就同時(shí)顯示。在進(jìn)行努氏硬度測(cè)量時(shí)，只需測(cè)試對(duì)角線的長(zhǎng)度，Hk硬度值就立即顯示。在進(jìn)行維氏硬度測(cè)量時(shí)，為了減少誤差，應(yīng)在兩條垂直的對(duì)角線上測(cè)量，取其算術(shù)平均值。http:/西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院西南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院.如對(duì)本次測(cè)量結(jié)果不滿意?？芍貜?fù)進(jìn)行測(cè)量或按“SPECI”、“RESET”復(fù)位鍵重新進(jìn)行試驗(yàn)LCD屏顯示測(cè)量次數(shù)N 1時(shí)，可按“SPECI”、“PRI”輸出測(cè)試結(jié)果。當(dāng)目鏡中觀察到的壓痕太小或太大影響測(cè)量時(shí)，需轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)力變換手輪，使試驗(yàn)力符合要求，這時(shí)應(yīng)按下“SPECI”