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显微硬度法是采用显微硬度计上特制的金刚石压头,在一定静负荷的作用下,压入试样涂层表面,得到相应的正方角锥体压痕。然后用硬度计上测微目镜将压痕放大一定的倍率,再测量其压痕对角线长度。显微硬度按下式计算:
显微硬度计算公式
1.检验设备
显微硬度计国产的有631型、71型、Hx_1000型等多品种。
显微硬度计的技术要求如下。
(1)放大倍率600倍以上。
(2)测微目镜分度值0.01mm。
(3)负荷重量10~200g。
(4)工作台调节范围:10~40mm。
2.检验条件
使用环境、试样的表面状态、测试试样的部位、负荷重量以及加荷速度等测试条件均影响到检测的准确性和精度。
1)使用环境测试应在室温20+1℃时进行,并要求周围介质干燥、无灰尘及腐蚀性气体。
仪器应放在稳固、无震动的工作台上,并保持水平位置。
2)试样表面状态受检测试样的表面,无论是涂层表面或剖面,均应洁净、平整、光滑,表面粗糙度Ra≤0.4。
3)检验位置试样测试部位可以是涂层表面或剖面。在涂层表面测试时,为防止电流密度和边缘影响,应以主表面中心为宣,并避免涂层表面缺陷对测试的干扰。试样同一测试部位中,压痕之间的距离应在压痕对角线长度2.5倍以上。
4)负荷重量所加载荷的大小应根据试样表面涂层的厚度和硬度的不同来选择。通常,载荷大小可用下式估算:
硬度及厚度计算公式
5)加荷速度测量显微硬度时,加荷速度会直接影响硬度测量结果,因此要求加荷时尽量在接近静压的状态下,选择合适的速度。通常选用30秒左右完成加荷。
3.检验方法
为保证涂层硬度测试准确,应按以下步環进行检验。
1)试样准备被测试样的测试部位应经适当预处理,使其表面平整、光滑,并经清洗使其表面清洁无油污等脏物。当测量剖面硬度时,则需按金相测厚法制备试样。
2)仪器检査与校正应按照仪器产品说明书对显微硬度计进行严格全面检査并较正,以保证仪器工作时正常,压痕清日析,测值准确,并符合标准硬度值范围。
3)选择载荷重量及加荷速度在实际操作前,应根据被测涂层性质和厚度按前述公式估算出载荷重量,并选择适宣的加荷速度,在可能范围内尽量选用较大的载荷和最小的加荷速度。
4)加荷将被测试样的测试部位置于硬度计的物镜下,选择好压痕的合适位置后,将其缓慢地移至硬度计的金刚石压头下方,然后均匀缓慢地进行加荷,直至仪器指示灯指示加荷己到所选定载荷时停止加荷,立即卸去荷载。
5)观察压痕将试样再移至硬度计的物镜下,通过硬度计的目镜可以清日析地看到试样上正方形角锥体压痕及压痕的对角线。
6)测量压痕长度准确测出压痕两条对角线的长度,若两条对角线长度相等或接近时,说明测量有效。然后计算对角线长度平均值,并据此査表或计算涂层的硬度值。
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