显微硬度测定.pptVIP

实验内容：材料显微硬度的测定 西南大学材料科学与工程学院 一、实验目的： 1. 了解显微硬度测试的意义。 2. 了解影响显微硬度的因素。 3. 学习显微硬度测试的原理与方法。 西南大学材料科学与工程学院 二、显微硬度测定原理 ： 一般硬度测试的基本原理是：在一定时间间隔里，施加一定比例的负荷，把一定形状的硬质压头压入所测材料表面，然后，测量压痕的深度或大小。 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1 Kgf(9.81 N)以上负荷进行的硬度试验。显微硬度是指采用1Kgf(9.81 N)或小于1 Kgf(9.81 N)负荷进行的硬度试验 。 显微硬度测试是用努氏金刚石角锥压头或维氏金刚石压头来测量材料表面的硬度。 西南大学材料科学与工程学院 1. 努氏金刚石压头是一个对面角分别为172o30ˊ和130o,顶端横刃不大于1 μm的菱形四面锥体，在规定的荷重下（一般为0.1 kgf = 0.981 N），在压头接触试样前开始，以0.20±0.05 mm/min的低速压人试样表面，并使压头与试样保持接触20～50秒钟，卸载后，测量压痕的长对角线长。努氏硬度（KHN）值是所施加的负荷P与永久压痕的投影面积S之比。即： KHN = P/S = P/C L2 = p/9.81 C L2 式中：P ── 所施加的负荷（kg f） ； p ── 所施加的负荷（N） ； 西南大学材料科学与工程学院 S ── 永久压痕的面积（mm2 ） ； L ── 压痕长对角线的长度（mm） C ── 1/2（ctg A/2×tg B/2）= 0.07028 A ── 纵向菱边夹角（172030′±5′） B ── 横向菱边夹角（1300±30′） 由于努氏压头具有的特异形状，压痕为一长短对角线近似为1：7的菱形。根据压头的几何形状可知，使用较轻的负荷就能压印出一个能清晰测量的菱形压痕。因此，不管是硬质材料还是易碎材料的硬度试验，均可采用努氏压头。努氏压头测试材料硬度的压痕深度约为其长对角线长度的1/30 。 西南大学材料科学与工程学院 2.维氏金刚石压头是将压头磨成正四棱锥体，其相对两面夹角为136 0 。维氏显微硬度值是所施加的负荷（kg f）除以压痕的表面积（mm2 ）。 采用维氏金刚石压头时，其压痕深度约为对角线长度的1/7。维氏硬度的计算公式如下： 式中： ── 压痕对角线长的平均值（mm） θ ── 金刚石压头相对面的夹角（1360 ） 西南大学材料科学与工程学院 为了精确测量努氏和维氏金刚石压痕的对角线长度，压痕必须清晰可见。压痕清晰实际上是衡量试样表面制备质量的一个标准。一般来说，试验负荷越轻，所要求的表面光洁度就越高。当使用100 gf（0.981 N）以下负荷试验时，试样应进行金相抛光。同时，要求测量显微镜所测压痕长度的误差应小于0.0005 mm. 西南大学材料科学与工程学院 三．实验器材 HVS—1000型数显显微硬度计由试验机主体、工作台、升降丝杠、加载系统、软键显示操作面板、高倍率光学测量系统等部分组成。通过软键输入，能调节测量光源强弱，预置试验力保持时间，维氏和努氏试验方法切换。在软键面板上的LCD显示屏上，能显示试验方法、测试力、压痕长度、硬度值、试验力保持时间、测量次数等。 西南大学材料科学与工程学院 西南大学材料科学与工程学院 1.压头 2.压头螺钉 3.后盖 4.电源插头 5.主体 6.显示操作面板 7.升降丝杆 8.10×物镜 9.定位弹簧 10.测量照明灯座 11.数字式测微目镜 12.上盖 13.照相接口盖 14.试验力变换手轮 15.照相、测量转换拉杆 16.物镜、压头转换手轮 17.转盘 18.40×物镜 19.十字试台 20.旋轮 21.电源指示灯 22.电源开关 23.水平调节螺钉 24.面板式打印机 西南大学材料科学与工程学院 西南大学材料科学与工程学院 三、实验方法和步骤： 转动试验力变换手轮，选择符合要求的试验力。旋转变