维氏硬度

维氏硬度测试

在使用给定载荷将金刚石棱锥压头压入试样材料后,可通过测量所得压痕的对角线长度来计算维氏硬度 (HV)。使用的载荷可在 10 gf (1 gf) 至 100 kgf 范围内。维氏硬度测试可用于测试所有固体材料,并适用于多种应用。

适用标准:
- ASTM E384 – 微观和宏观范围
- ISO 6507 – 微观和宏观范围
- JIS Z 2244

Conversion Table

应用

维氏硬度测试是一种多功能的方法,只采用一种压头,载荷范围很宽。它适用于多种应用,可测试所有固体材料。

维氏压痕间距

在执行维氏 硬度测试期间,压入操作会使周围材料变形,并改变其属性。为了避免错误地解读硬度,各标准规定了多个压痕之间需要保持一定距离。对于钢和铜,压痕必须间隔至少 3 个对角线宽度;对于铅、锌、铝和锡,压痕必须间隔至少 6 个对角线宽度。

对角线宽度

此外,还要遵循最小对角线宽度的要求,根据国际标准,至少要达到 20 µm,以确保正确解读压痕。例如,在进行 CHD 测量时通常应避免使用低于 HV0.2 的负荷值,因为其产生的压痕小于 20 µm。

参见关于维氏硬度测试方法和最常见应用的概述。

维氏测试方法表

表面处理

宏观硬度测试

  • 研磨

微观硬度测试

  • – 机械抛光
  • 电抛光

载荷

一般而言,使用可能的最高载荷。但是,某些应用会要求使用特别的载荷。

  • 应该避免执行会产生小于 20μm 的对角线长度的测试,否则测量准确性会过低。
  • 两个维氏对角线长度之差应为最大值的 +/-5%,否则应舍弃测量结果。
维氏载荷表
  • 压印时间为 10-15 秒
  • 试样厚度 ISO:压痕对角线长度 × 1.5 压印时间为 10-15 秒
  • 试样厚度 ASTM:至少为压痕深度的 10 倍

 

适用标准

适用标准

  • ASTM E384 – 微观和宏观范围
  • ISO 6507 – 微观和宏观范围
  • JIS Z 2244

表面硬度深度 (CHD) 测量

表面硬度

一种常见的硬度测试应用情况是评估表面硬化钢的淬硬层深度。这是通过从试样横截面边缘朝中心生成一系列硬度压痕来完成的。

以连续的硬度测量值作图,并计算从表面到硬度限值 (HL) 的距离。在大多数情况下,维氏硬度硬度测试用于微观硬度负荷范围内。在某些情况下,也可以使用努氏硬度测试。

硬化层深度 = 从“表面”到“硬度限值”的距离

  • 适用标准:EN ISO 2639 / EN 10328 / ISO 3754 / DIN 50190-3

计算 CHD 的不同方法

用于确定硬度限值和计算 CHD 值的方法有多种。该过程取决于所采用的硬化工艺。通常,有三种用于计算硬度限值的方法:

1.渗碳或碳部件 (EN ISO 2639)
硬度限值 = 550 HV
CHD (Eht) = 从表面到硬度为 550 的位置点的距离

2.感应淬硬或火焰淬硬部件(EN 10328,ISO 3754)
硬度限值 = 80% ×(最低值)表面硬度
CHD (Rht) = 从表面到硬度为表面硬度值 80%(最小值)的位置点的距离。

3.氮化部件 (DIN 50190-3)
硬度限值 = 核心硬度 + 50 HV。
CHD (Nht, NCD) = (Max.)从表面到硬度为核心硬度 + 50 HV 的位置点的距离

CHD 连续值示例
显示 CHD 值为 0.95 mm(在硬度限值为 550 HV1 的情况下)的 CHD 测量

在执行硬度连续测量时,请遵守关于压痕间距的规则。


NB:在以机械方式制备样品的过程中需保护边缘,以确保精确测量表面硬化深度。

末端淬透性测试

末端淬透性测试

末端淬透性测试(末端淬火测试)用于确定钢的淬硬性。

  • 该测试过程在以下标准中进行了描述:ASTM A255 / ISO 642 / DIN 50191 / BS 4437

末端淬透性测试过程加热钢测试片至奥氏体化温度 (~980°–1010°C),并使用受控的标准化喷射水柱从一端淬火(冷却)。淬火后,从淬火端按间隔测量硬度。使用的测试方法为 HRC 或 HV30。

造成测试表面的硬度变化的原因:随着与淬火端的距离增加,冷却速度也随之降低,从而形成微观结构上的变化。在距离末端给定距离位置处,测得的材料硬度越大,钢的淬透性就越高。

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焊接点硬度测试

焊接点硬度测试

针对焊接点的硬度测试是维氏硬度测试的一个子组。针对焊接点的硬度测试旨在评估焊接点的强度。此测试过程特别关注于热影响区 (HAZ) 周围位置的硬度。HAZ 周围位置的硬度可帮助评估焊接点的脆性,从而确定焊接点是否具有所需的强度。

通常,会按给定图案在离样品边缘或焊接点顶部给定距离的位置进行一系列测量。然后,可以用连续的硬度值作图。

  • 通常使用的方法是 HV5 和 HV10,适用的标准通常是 ISO 9015-1/-2。

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