《金属力学性能测试》课件-显微硬度

显微硬度试验《金属力学性能测试》01试验原理03特点及适用范围02试验规范01宏观硬度试验法02超显微硬度试验法03小负荷硬度试验方法04显微硬度试验法05纳米级硬度试验法按试验力的大小分类导入试验力≥49.03N(≥5kgf)试验力<0.0098N(<0.001kgf)试验力1.961N～49.03N(0.2～5kgf)试验力0.0098N～1.96N(0.001～0.2kgf)试验力<50nN01PARTONE试验原理一、显微硬度试验原理习惯上把硬度试验分为两类——宏观硬度和显微硬度。宏观硬度是指采用1kgf(9.81N)以上载荷进行的硬度试验，显微硬度是指采用≤1kgf(9.81N))载荷进行的硬度试验；显微硬度是相对宏观硬度而言的一种人为的划分。一、显微硬度试验原理显微硬度是金相分析中常用的测试手段之一。它的测试是在维氏硬度的基础上发展起来的，也是利用单位压痕面积上所承受的载荷来表示材料的硬度值。由于显微硬度的压头尺寸和施加载荷较小，最终留在试样上的压痕尺度极小（一般几微米到几十微米），因此压痕面积的测量必须在显微镜下进行，所以称这种方法为显微硬度测试法。一、显微硬度试验原理根据所用金刚石压头的形状不同，显微硬度又分为维氏（Vickers）显微硬度和努普（Knoop）显微硬度两种。一、显微硬度试验原理HV-1000型显微硬度计显微硬度计实际上是一台设有加载装置并带有目镜测微器的显微镜，主要是由升降系统、工作台、加荷系统、光学系统、电子系统和外壳体组成。加荷系统中的压头是显微硬度仪的核心部件，它是镶嵌在压头顶尖的极小金刚石锥体，按照压头的形状可分为维氏压头和努普型压头。一、显微硬度试验原理HV-1000型显微硬度计普通维氏压头和显微压头的对比一、显微硬度试验原理显微压头显微硬度用维氏金刚石压头和维氏硬度压头一样的金刚石正四棱柱压头，这种压头留在试样表面的压痕长短对角线相等。一、显微硬度试验原理显微压头显微硬度用努普氏金刚石压头使用的金刚石压头是对面角分别为172°30’和130°的四角棱锥，它在试样表面留下的压痕是菱形，长短对角线比值为7.11：1。一、显微硬度试验原理不管是哪种压头，显微硬度的测量值都是按下式计算显微硬度=常数×实验力/压痕表面积显微硬度用维氏金刚石压头对于对角面均为136°的维氏压头，HV=0.1891·F/d2，其中F和d分别为载荷和压痕对角线长度。一、显微硬度试验原理不管是哪种压头，显微硬度的测量值都是按下式计算显微硬度=常数×实验力/压痕表面积对于对角面为172°30’和130°的努普氏压头，HK=139.54·P/L2，其中P和L分别为载荷和压痕对角线长度。显微硬度用努普氏金刚石压头02PARTTWO试验规范HV-1000型显微硬度计二、显微硬度试验过程测定之前，先要将待测件磨制成反光磨片试样，置于显微硬度计的载物台上，通过加载荷装置对四棱锥形的金刚石压头加压，载荷的大小可根据待测材料的硬度不同而增减。HV-1000型显微硬度计二、显微硬度试验过程金刚石压头压入试样后，在试样表面上产生一个凹坑。把显微镜十字丝对准凹坑，用目镜测微器测量凹坑对角线长度，然后根据所加载荷及凹坑对角线长度就可查出或计算出所测物质的显微硬度值。03PARTTHREE特点及适用范围三、显微硬度特点及适用范围优点一种真正的非破坏性试验，其得到的压痕小，压入深度浅，在试件表面留下的痕迹可忽略，因而适用于各种零件及成品的硬度试验。三、显微硬度特点及适用范围优点高精度：适用于测量非常小的压痕，适合于薄膜和微小材料的硬度测试。适用性广：可以测量各种材料，包括金属、陶瓷、玻璃、塑料等。易于操作：大多数显微硬度计都是自动化的，操作简单。表面要求：需要非常平整和清洁的表面。压痕尺寸限制：对于非常硬的材料，压痕可能太小，难以测量。测试成本：显微硬度测试设备可能成本较高。环境因素：需要控制环境因素，如温度和湿度，以确保测试结果的准确性。三、显微硬度特点及适用范围局限性三、显微硬度特点及适用范围显微硬度试验由于具有负荷小、灵敏度高等特点，广泛地应用于生产和科研。不仅用于对金属材料的测定，同时也可对非金属材料进行测定。用于工艺检验方面。主要测定小件、薄件硬度，如轴尖、薄片等零件。也可测定镀层、强化层等的硬度。用于金相学和金属物理学方面。研究金属结构，相的分辨以及晶体特性的测定。通过对压痕形状的观察可以研究金属各组成相的塑性和脆性。三、显微硬度特点及适用范围显微硬度试验由于具有负荷小、灵敏度高等特点，广泛地应用于生产和科研。不仅用于对金属材料的测定，同时也可对非金属材料进行测定。用于材料科学方面。