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維氏硬度計(jì)精度因素的誤差分析

維氏硬度計(jì)精度因素的誤差分析：

一、影響維氏硬度計(jì)精度的因素
理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，維氏硬度值與下列因素有關(guān)：

1、試驗(yàn)力：硬度值大小與試驗(yàn)力大小、試驗(yàn)力方向、試驗(yàn)力保持時(shí)間極其施加速度有關(guān)。

2、壓頭：硬度值與金剛石壓頭兩相對(duì)面夾角、橫刃及其四棱錐體的表面粗糙度等均有關(guān)。當(dāng)壓頭頂端不是一個(gè)點(diǎn)而是一條線時(shí)，稱這條線為壓頭橫刃。

3、試樣：硬度值與試樣材質(zhì)、形狀和表面粗糙度、壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離以及試樣溫度等均有關(guān)。
二、維氏硬度計(jì)試驗(yàn)誤差分析
2.1-壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確引起的硬度測(cè)量誤差
-----當(dāng)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量大了，硬度測(cè)得值較硬度真值低；反之，當(dāng)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度測(cè)量小了，硬度測(cè)得值較硬度真值高。壓痕對(duì)角線越長(zhǎng)，則硬度測(cè)量相對(duì)誤差越小。因此當(dāng)試驗(yàn)條件允許時(shí)，應(yīng)盡量選用較大的試驗(yàn)力，以便能得到較大的壓痕，減少硬度測(cè)量相對(duì)誤差。

2.2- 試驗(yàn)力偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測(cè)量誤差
-----試驗(yàn)力較標(biāo)準(zhǔn)值偏大時(shí)，硬度測(cè)得值較硬度真值低；反之，試驗(yàn)力較標(biāo)準(zhǔn)值偏小時(shí)，硬度測(cè)得值較硬度真值高
JJG151-1991《金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定：維氏硬度計(jì)試驗(yàn)力允許誤差為±1.0%。
JJG260-1991《顯微硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定：對(duì)于≤0.9807N的試驗(yàn)力允差為±2.0%，＞0.9807N的試驗(yàn)力允差為±1.5%，≥1.961N的試驗(yàn)力允差為±1.0%。

2.3- 試驗(yàn)力不垂直于試樣表面引起的硬度測(cè)量誤差
-----排除壓頭的因素，只要測(cè)量壓痕兩條對(duì)角線長(zhǎng)度并取其平均值來(lái)計(jì)算硬度值，此種因素引起的硬度測(cè)量誤差很微小。

2.4 試驗(yàn)力保持時(shí)間偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測(cè)量誤差
-----隨著試驗(yàn)力保持時(shí)間的增加，硬度值降低；當(dāng)試驗(yàn)力保持一段時(shí)間后，硬度值變化趨緩。
檢定規(guī)程規(guī)定：試驗(yàn)力保持時(shí)間為10~15s。

2.5- 試驗(yàn)力施加速度引起的硬度測(cè)量誤差
-----隨著試驗(yàn)力施加速度的增加，硬度值降低。
JJG151-1991《金屬維氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定：維氏硬度計(jì)施加試驗(yàn)力速度應(yīng)為0.15~0.25mm/s或用壓入時(shí)間表示應(yīng)為2~5s。
JJG260-1991《顯微硬度計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定：顯微硬度計(jì)施加試驗(yàn)力速度應(yīng)為0.02~0.07mm/s。

2.6- 金剛石壓頭兩相對(duì)面夾角偏離標(biāo)準(zhǔn)值引起的硬度測(cè)量誤差夾角α偏大，硬度測(cè)得值較硬度真值偏低。
-----JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規(guī)程》規(guī)定：金剛石棱錐體相對(duì)兩棱面夾角，維氏壓頭應(yīng)為136±0.5°；小負(fù)荷和顯微維氏壓頭應(yīng)為136±0.25°。

2.7- 壓頭橫刃引起的硬度測(cè)量誤差
-----由于壓頭有橫刃，壓痕變成長(zhǎng)方形，使測(cè)得的壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度增加，硬度值降低，帶來(lái)負(fù)的硬度測(cè)量誤差。在顯微硬度試驗(yàn)范圍內(nèi)，壓頭橫刃的影響非常大。
JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規(guī)程》規(guī)定：金剛石棱錐體壓頭頂端橫刃長(zhǎng)度，維氏壓頭應(yīng)不大于2um；小負(fù)荷和顯微維氏壓頭應(yīng)不大于1um。

2.8- 金剛石壓頭表面粗糙度不符合規(guī)定引起的硬度測(cè)量誤差
-----壓頭表面粗糙度增加，壓頭壓入阻力增加，使硬度值升高。
JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規(guī)程》規(guī)定：金剛石壓頭表面粗糙度，RZ≤0.1um。

2.9- 試樣材質(zhì)不同引起的硬度測(cè)量誤差
-----試驗(yàn)結(jié)果表明，不同材質(zhì)壓痕形狀不同，對(duì)壓痕對(duì)角線真實(shí)的判斷造成困難，因此帶來(lái)硬度測(cè)量誤差。

2.10- 試樣表面粗糙度不符合規(guī)定引起的硬度測(cè)量誤差
試樣表面粗糙度越小，壓痕邊緣越清晰，則壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的測(cè)量越穩(wěn)定，因而能得到較準(zhǔn)確、穩(wěn)定的硬度值。

2.11- 試樣形狀不符合規(guī)定引起的硬度測(cè)量誤差
-----試樣厚度減小到一定程度，將使硬度值降低。試樣表面不是平面時(shí)，硬度值隨著試樣曲面直徑的變化而變化。
GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》規(guī)定：試樣或試驗(yàn)層厚度至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的1.5倍，試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)變形痕跡；對(duì)于在曲面試樣上試驗(yàn)的結(jié)果，應(yīng)使用修正系數(shù)表進(jìn)行修正；對(duì)于小截面或外形不規(guī)則的試樣，可將試樣鑲嵌或使用專用支承臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)。

2.12- 壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離不符合要求引起的硬度測(cè)量誤差
-----壓痕間距離太近，將使硬度值升高；壓痕到試樣邊緣間距離太近，將使硬度值降低。
GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》規(guī)定：任一壓痕中心距試樣邊緣距離，對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5倍，對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的3倍；兩相鄰壓痕中心之間距離，對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的3倍，對(duì)于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的6倍，如果兩相鄰壓痕大小不同，應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。

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