GB/T 21838.4-2020金屬材料硬度和材料參數(shù)的儀器化壓入試驗第4部分：金屬和非金屬覆蓋層的試驗方法

ICS7704010

CCSH2.2.

中華人民共和國國家標準

GB/T218384—2020/ISO14577-42016

.代替:

GB/T21838.4—2008

金屬材料硬度和材料參數(shù)的

儀器化壓入試驗第4部分

:

金屬和非金屬覆蓋層的試驗方法

Metallicmaterials—Instrumentedindentationtestforhardnessand

materialsarameters—Part4Testmethodformetallicandnon-metalliccoatins

p:g

(ISO14577-4:2016,IDT)

2020-12-14發(fā)布2021-07-01實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標準化管理委員會

GB/T218384—2020/ISO14577-42016

.:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

符號和說明

3………………1

試驗機的校準和檢驗

4……………………2

試樣

5………………………2

一般要求

5.1……………2

表面粗糙度

5.2…………………………2

拋光

5.3…………………3

試驗面清洗

5.4…………………………3

試驗程序

6…………………3

試驗條件

6.1……………3

試驗步驟

6.2……………4

覆蓋層表面壓入試驗的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評估

7…………4

一般要求

7.1……………4

覆蓋層壓入模量

7.2……………………5

覆蓋層壓入硬度

7.3……………………7

結(jié)果的不確定度

8…………………………12

試驗報告

9…………………12

附錄資料性接觸點和完全彈性范圍

A()………………13

參考文獻

……………………15

Ⅰ

GB/T218384—2020/ISO14577-42016

.:

前言

本文件按照標準化工作導則第部分標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

金屬材料硬度和材料參數(shù)的儀器化壓入試驗分為個部分

GB/T21838《》4:

第部分試驗方法

———1:;

第部分試驗機的檢驗和校準

———2:;

第部分標準塊的標定

———3:;

第部分金屬和非金屬覆蓋層的試驗方法

———4:。

本文件為的第部分

GB/T218384。

本文件代替金屬材料硬度和材料參數(shù)的儀器化壓痕試驗第部分金

GB/T21838.4—2008《4:

屬和非金屬覆蓋層的試驗方法與相比主要技術(shù)變化如下

》,GB/T21838.4—2008,:

刪除了部分符號和說明見年版的第章

———(20083);

刪除了間接檢驗失敗時應對措施的流程圖見年版的圖

———(20081);

刪除了漂移率測定的描述見年版的

———(20086.2.2);

修改了覆蓋層壓入模量的測定見年版的

———(7.2,20087.2);

修改了覆蓋層壓入硬度的測定見年版的

———(7.3,20087.3);

增加了不確定度估算的描述見第章

———(8);

刪除了規(guī)范性附錄機架柔度校準程序見年版的附錄

———(2008A)。

本文件使用翻譯法等同采用金屬材料硬度和材料參數(shù)的儀器化壓入試驗

ISO14577-4:2016《

第部分金屬和非金屬覆蓋層的試驗方法

4:》。

與本文件中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應關(guān)系的我國文件如下

:

測量不確定度評定和表示指南

———GB/T27418—2017(ISO/IEC98-3:2008,MOD)。

本文件做了下列編輯性修改

:

在表中增加腳注對非圓形壓痕a為接觸面積等效半徑見第章

———1:“,”(3);

將圓錐形球形維氏玻氏修改為a圓錐形a球形a維氏a玻氏下標表示壓頭形狀見

———“=>>”“=>>()”(

7.1)。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任

。。

本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出

。

本文件由全國鋼標準化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC183)。

本文件起草單位上海材料研究所采埃孚亞太集團有限公司東莞材料基因高等理工研究院冶金

:、、、

工業(yè)信息標準研究院鋼研納克成都檢測認證有限公司

、。

本文件主要起草人王濱王春亮李榮鋒董莉侯曉東沙菲侯慧寧巴發(fā)海高怡斐王博亞

:、、、、、、、、、。

本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為

:

———GB/T21838.4—2008。

Ⅲ

GB/T218384—2020/ISO14577-42016

.:

引言

覆蓋層的彈性和塑性性能是確定覆蓋層產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標實際上許多產(chǎn)品表面增加覆蓋層可

,

以提高其耐磨性而高的硬度通常是提高耐磨性的前提覆蓋層硬度的測量常被作為一種質(zhì)量控制手

,。

段楊氏模量對覆蓋層組分設(shè)計中的應力計算很重要如覆蓋層抵抗外力的能力是覆蓋層部件的一

。。,

個重要特性

。

采用儀器化壓入試驗可以相對簡單地測定塊體材料的硬度和壓入模量然而當在覆蓋層表面進

。,

行壓入試驗時基體材料的性能對試驗結(jié)果有影響影響的程度取決于試驗力覆蓋層性質(zhì)和厚度等

,,、。

本文件提出的方法其目的是在基體顯著影響測量的情況下提供可能的分析方法以從基體和覆蓋

,,

層的復合型測量中得到覆蓋層的性能有時覆蓋層性能也可通過在其橫截面上測量直接得到

。,。

Ⅳ

GB/T218384—2020/ISO14577-42016

.:

金屬材料硬度和材料參數(shù)的

儀器化壓入試驗第4部分

:

金屬和非金屬覆蓋層的試驗方法

1范圍

本文件規(guī)定了金屬和非金屬覆蓋層硬度和材料參數(shù)的儀器化壓入試驗方法它特別適用于納米顯

,/

微范圍內(nèi)的薄覆蓋層試驗如果壓入深度相對于覆蓋層厚度很小以至于在任何可能情況下都可以忽

。,

略基體材料的影響而將覆蓋層當作塊體材料時沒有必要采用本文件該情況下的試驗限制條件會在本

,,

文件給出

。

本方法僅限于對試樣表面進行垂直壓入的單層覆蓋層試驗但如果相對于壓痕尺寸來說每一層的

,,

厚度或梯度大于測量分辨率則也可在其橫截面上測量有梯度和多層覆蓋層材料的性能

,。

本方法不限定材料的類型它適用于金屬和非金屬覆蓋層在本文件中術(shù)語覆蓋層用于描述與

,。,“”

連接基體不同并有著均勻性質(zhì)的任何固體層該方法假定覆蓋層性能不隨壓入深度變化對于復合材

。。

料覆蓋層如果微觀結(jié)構(gòu)尺寸小于壓痕尺寸復合材料覆蓋層可以被視作均勻的

,,。

本文件僅適用使用頂端曲率半徑足夠小的棱錐或圓錐形壓頭從而保證測量所產(chǎn)生的塑性變形發(fā)

,

生在覆蓋層內(nèi)部對粘彈性或易發(fā)生蠕變的材料試驗時間對其硬度測量影響很大

。,。

注1和規(guī)定了在所有力和位移范圍內(nèi)塊體材料的儀器化壓入試驗方法

:ISO14577-1、ISO14577-2ISO14577-3。

注2這里采用的分析中未考慮壓痕的凸起或凹陷使用原子力顯微鏡評價壓痕的形狀

:(pile-up)(sink-in)。(AFM)

以確定壓痕周圍表面的凸起或凹陷這些表面效應導致分析中接觸面積的低估凸起或高估凹陷進而可

,()(),

能影響測量結(jié)果凸起通常發(fā)生在完全加工硬化的材料上由于覆蓋層塑性變形區(qū)域中應力的約束軟的延

。。,

性好的薄覆蓋層材料更易形成凸起文獻表明測量硬度時凸起會導致實際接觸面積的增加而這種影響對

。,,

壓入模量的測量不明顯因為凸起部分的剛性偏低[1,2]

,。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款其中注日期的引用文