材料性能學實驗一顯微硬度法測定材料硬度

《材料性能學實驗一顯微硬度法測定材料硬度》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。

1、實驗一、顯微硬度法測定材料硬度一、實驗目的1?了解顯微硬度測試的意義。2?了解影響顯微硬度的因素。3.學習顯微硬度測試的原理與方法。二、實驗概述一般硬度測試的基木原理是：在一定時間間隔里，施加一定比例的負荷，把一定形狀的硬質壓頭壓入所測材料表面，然后，測量壓痕的深度或大小。習慣上把硬度試驗分為兩類：宏觀硬度和顯微硬度。宏觀硬度是指采用1Kgf(9.81N)以上負荷進行的硬度試驗。顯微硬度是指采用lKgf(9.81N)或小于1Kgf(9.81N)負荷進行的硬度試驗。1.維氏(Vickers)硬度試驗法(1)維氏壓頭：二相對棱面間的夾角為136

2、。金剛石正方四棱角錐體，即為維氏壓頭(圖8-la)0(2)維氏硬度：維氏壓頭在一定的負荷作用下，垂直壓入被測樣品的表面產(chǎn)生凹痕，其每單位面積所承受力的大小即為維氏碩度。p2Psin1^4)1R544P維氏硬度計算公式：Hv=—=；―—=-~；—(Kgf/mnr)Sd2d2式中:Hv—維氏硬度(kgfZmm2)；P—負荷(kgf)；S—壓痕而積(mm2)；d一壓痕對角線長度(mm?);a—壓頭二相對棱面的夾角(136°)在顯微硬度試驗中，此公式表示為：Hv=1854.4P/d2式中：Hv—維氏碩度(gf/mm?)P—負荷(gf)d一壓痕對角線

3、長度(gm)2.顯微硬度測試要點顯微硬度測量的準確程度與金相樣品的表面質量有關，需經(jīng)過磨光、拋光、浸蝕，以顯示欲評定的組織。(1)試樣的表面狀態(tài)被評定試樣的表面狀態(tài)直接影響測試結果的可靠性。用機械方法制備的金相磨面，由于拋光時表層微量的范性變形，引起加工硬化，或者磨面表層由于形成氧化膜，因此所測得的顯微硬度值較電解拋光磨面測得的顯微硬度值高。試樣最好采用電解拋光，經(jīng)適度浸蝕后立即測定顯微硬度。(2)選擇止確的加載部位壓痕過分與品界接近，或者延至品界以外，那么測量結果會受到品界或相鄰第二相影響；如被測品粒薄，壓痕陷入下部品粒，也將產(chǎn)生同樣的影

4、響。為了獲得正確的顯微硬度值，規(guī)定壓痕位置距品界至少一個壓痕對角線長度，品粒厚度至少10倍于壓痕深度。為此，在選擇測量對象吋應取較人截面的品粒，因為較小截面的晶粒其厚度有可能是較薄。(3)測量壓痕尺度時壓痕彖的調焦在光學顯微鏡下所測得壓痕對角線值與成像條件有關?？讖焦鈾跍p小，基體與壓痕的襯度提高，壓痕邊緣漸趨清晰。一般認為：最佳的孔徑光欄位置是使壓痕的四個角變成黑暗，而四個棱邊清晰。對同一組測量數(shù)據(jù)，為獲得一致的成像條件，應使孔徑光欄保持相同數(shù)值。(4)試驗負荷為保證測量的準確度，試驗負荷在原則上應盡可能大，且壓痕大小必須與晶粒大小成一定比

5、例。特別在測定軟基體上碩質點的碩度時，被測質點截面直徑必須四倍于壓痕對角線長，否則碩質點可能被壓通，使基體性能影響測量數(shù)據(jù)。此外在測定脆性質點時，高負荷可能出現(xiàn)“壓碎”現(xiàn)象。角上有裂紋的壓痕表明負荷已超出材料的斷裂強度，因而獲得的硬度值是錯誤的，這吋需調整負荷重新測量。(5)壓痕的彈性回復對金剛石壓頭施一定負荷的力壓入材料表面，表面將留下一個壓痕，當負荷去除后，壓痕將因金屈的彈性回復而稍微縮小。彈性回復是金屈的一種性質，它與金屈的種類有關，而與產(chǎn)生壓痕的荷重無關。就是說不管荷重如何，壓痕大小如何，彈性回復幾乎是一個定值。因此，當荷重小時，壓

6、痕很小，而壓痕因彈性回復而收縮的比例就比較大，根據(jù)回復后壓痕尺寸求得的顯微硬度值則比較高。這種現(xiàn)象的存在，使得不同荷重下測得的硬度值缺乏止確的比較標準，因此有必要建立顯微硬度值的比較標準。三、實驗材料與設備1.實驗材料碳鋼、鎂合金、鎳合金、純鎳、高純鋁。1.實驗設備顯微硬度計。四、實驗內容1?選擇單相合金和多相合金試樣各一個。2.對上述試樣表面進行整平、磨光和拋光處理。3.對單相合金，測定晶粒內部和晶粒邊界區(qū)域的顯微硬度，比較兩者的差別，并說明存在差別的原因。每-點測量三次，取其平均值作為該點之硬度值。4.對多相合金，測定各相的顯微硬度值，

7、比較它們的差別，說明存在（或不存在差別）的原因。5.上述工作以小組為單位完成。五、實驗報告1.實驗口的。2.實驗過程及操作體會。3.實驗結果與分析。