维氏硬度试验力的选择一直是件比较头疼的事。维氏硬度试验力的大小我们需要通过结合试样的种类、样品的外形尺寸(主要是厚度)、加工工艺、测试目的以及试样预估的硬度值范围等来确定。
复杂的成品
1、维氏硬度试验选择试验力
1.1 按规定选择
按照实验室操作规程中的规定或产品技术标准(设计图纸要)的要求;客户指定试验力;当有这些规定时,我们需要按这些要求选择试验力进行试验。
比纸薄的箔材
1.2 没规定时
在没有要求的情况下,在保证试验后试样背面不会出现可见的变形压痕时,我们应可能选择较大的试验力进行试验。当类似产品或技术标准有要求时,具体样品又没有具体规定时,我们需要选择与类似产品最接近的试验力进行试验。
生产线上的铜箔
这样我们能得到尽可能大的压痕。这样考量的原因是,任何材料都会有弹性变形的回复,而且不管压痕的大小,材料的弹性回复量基本是一定。弹性回复量的影响对于显微维氏硬度的测量尤为明显。这是因为,弹性回复量一定,压痕越小,则弹性回复量的占比就越大,导致测试时,压痕对角线长减小,致使显微维氏硬度测试值增大。
维氏硬度压痕
试验力越小必使压痕的对角线越短,由于人眼的最小识别量是确定,当压痕越小,人眼的视觉误差引入的不确定度将大大增加。所以基本可以确定,相同试样压痕越大,维氏硬度测试结果越准确。
维氏硬度压痕测量
有多个试验研究表明,同一试样,在相同的试验环境下,同一试验员,只改变试验力的大小分别进行多组测量,试样的硬度测试值不完全相同;并且试验力越小,硬度值的分散性越大。多人对比,获得的趋势一致。
能力验证、测量审核、实验室比对、不同客户对同一样品维氏硬度性能的评价,都应要求使用尽可能大的试验力,并且双方或多方都应采用相同的试验力。这样能比较好的避免因试验力的选择,导致试验结果相差甚远的问题。
1.3 特殊情况
高温维氏硬度
测试表面硬度,如表面渗碳,渗氮等。如渗碳淬火回火后的试样表面硬度,在试样表面0.05处测试,此时选用小试验力,能有效避免压痕不对称导致测试结果的不准确性。值得特别注意的是,在测表面硬度时,我们切忌不能把样品的整体厚度作为我们选择试验力的依据,而是应当根据样品表面硬度层的厚度来确定。
1.4 总结
维氏硬度标块
理论上讲测试均匀程度非常好的样品,不同的试验力,测试结果也应该是一样的,如显微维氏标准块。但我们测试硬度标块后就会发现,同一个人连续用不同的力测试,维氏硬度测试值是不一样的。这主要是受环境相对湿度、温度、表面氧化程度、受挤压程度等原因的影响。对于一般样品,表面硬度和芯部硬度一般会存在微小差异。所以当采用不同的试验力测试时,压痕的深度是不一样的。在测表面硬度加硬、有其它表面镀层的样品,测试值会有明显是差异。希望引起大家的注意。