顯微維氏硬度檢測(cè)
顯微維氏最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)三十年代,現(xiàn)如今已經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用和改進(jìn),已擁有了多種專用的金相顯微鏡式硬度計(jì)。由于這種檢測(cè)方法的實(shí)驗(yàn)力極小,壓痕極小,幾乎對(duì)試樣完全無(wú)損傷及壓頭多樣性等特征,使其不僅用于產(chǎn)品的工藝檢驗(yàn)還同時(shí)的應(yīng)用到材料科學(xué)與工程的研究中,成為金屬學(xué)、金相學(xué)方面最常用的硬度檢測(cè)方法之一。
顯微維氏硬度的計(jì)算公式
因?yàn)轱@微維氏硬度檢測(cè)所用的檢測(cè)力小于1.96N,其壓痕相應(yīng)的很小。測(cè)量壓痕對(duì)角線和有些對(duì)照表(壓痕對(duì)角線、檢測(cè)力對(duì)照硬度值表)多用μm為單位,為了方便使用,可用以下公式:
在顯微維氏檢測(cè)計(jì)算公式中,因?yàn)閐單位為μm、F單位為N。
所以 HV=0.1981×106×F/d2=189100×F/d2
顯微維氏硬度也可以通過(guò)測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度查表得到硬度值。
顯微維氏硬度檢測(cè)應(yīng)用
在常規(guī)檢驗(yàn)中,這種方法適用于測(cè)定薄材料和細(xì)小零件的硬度,如鐘表、儀器、儀表中的零件等,這些零件的硬度允差要求嚴(yán)格,而零件厚度常常只有幾十至幾百個(gè)微米。在集成電路板及通訊儀器材料特性檢驗(yàn)方法也多應(yīng)用顯微硬度檢測(cè)法,例如一些貴金屬接點(diǎn)、振動(dòng)板的鋁、鈦、鎂、鋁、鉻等箔片,磁頭墊襯用鉭、不銹鋼、微型電機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)用的金銅合金板,接線柱用的鈹銅、磷青銅、金銀、鉑等復(fù)合材料,以及鍍有金、銀、鉑的箔片元件等,其應(yīng)用極為廣泛。隨著產(chǎn)品的小型化薄壁化,顯微硬度的利用率還將會(huì)不斷地提高。
除了材料工藝和產(chǎn)品檢驗(yàn),顯微維氏在金屬學(xué)及金相學(xué)中的應(yīng)用也十分廣泛。在金屬學(xué)及金相學(xué)中顯微維氏常被用來(lái)測(cè)定金屬組織中組成相的硬度,借以簽字合金相的類別和屬性。例如在硬質(zhì)合金研究中,當(dāng)合金成分變化和改變工藝時(shí),用以測(cè)定Ti、Mo、W、Ta、Nb及其他難熔化合物的顯微硬度,可借此研究它們的組成合金中的作用。
在機(jī)理研究方面還用于研究晶內(nèi)偏析、時(shí)效擴(kuò)散,相變、合金狀態(tài)圖、合金化學(xué)成分不均勻性等。晶界附近由于雜質(zhì)影響或結(jié)晶點(diǎn)陣畸變引起顯微硬度變化。了解無(wú)限固溶體合金中由于成份不均引起的變化規(guī)律,也供此可通過(guò)硬度定性判定合金成分。
用顯微硬度試驗(yàn)研究難熔化合物的脆裂傾向性值,這些不同脆性和半脆性的難熔化合物在顯微維氏硬度試驗(yàn)中受力壓入時(shí),時(shí)常出現(xiàn)開裂,特別是在較大負(fù)荷和快的加荷速度下。國(guó)外有學(xué)者建議以測(cè)定開裂狀況做為微觀脆性量度。
用顯微維氏硬度測(cè)定難熔化合物脆性時(shí),一定要在相同條件下進(jìn)行,因?yàn)樵囼?yàn)力大小和加試驗(yàn)力及保持試驗(yàn)力時(shí)間都會(huì)在很大程度上影響試驗(yàn)結(jié)果。有時(shí)壓痕的裂紋和分枝的形成是在卸除試驗(yàn)力后的一段時(shí)間,大約在8~10s內(nèi)產(chǎn)生的,所以,一般規(guī)定要在卸除試驗(yàn)力10~15s以后才對(duì)壓痕進(jìn)行觀測(cè)。