金属材料维氏硬度检测的试样有何要求？

Question

如题所述

Answer 1

试样表面应平坦光滑,试验面上应无氧化皮及外来污物,尤其不应有油脂,除非在产品标准中另有规定。试样表面的质量应保证压痕对角线长度的测量精度,建议试样表面进行表面抛光处理制备试样时应使由于过热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。
由于显微维氏硬度压痕很浅,加工试样时建议根据材料特性采用抛光/电解抛光工艺。
试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍,见附录A。试验后试样背面不应出现可见变形压痕对于在曲面试样上试验的结果,应使用附录B表B.1~表B.6进行修正对于小截面或外形不规则的试样,可将试样镶嵌或使用专用试台进行试验

Answer 2

硬度试验是测量固体材料表面硬度的机械性能试验，在机械工业中广泛用于检验原材料和零件热处理后的质量。常见的硬度试验有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。

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1、布氏硬度试验

试验时用一定大小的载荷P把直径为D的钢球压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，表面留下直径为d的压痕，计算出压痕的表面积F，根据下式得出布氏硬度值，用HB表示。参考标准有《金属材料 布氏硬度试验 第1部分: 试验方法》GB/T 231.1-2018等。

2、洛氏硬度试验

试验时以锥角为120°的金刚石圆锥或直径为1.588毫米的钢球为压头，先以初载荷P0压入被测件表面，压入深度为h0。再加主载荷P1，总载荷P=P0+P1，此时压入总深度为h1。卸除主载荷P1，由于试样的弹性变形恢复了h2，因此h=h1-h2-h0。由h值根据公式可算出硬度值，式中k为常数。实际上，在洛氏硬度计上可以不经计算直接在表盘上读出HR值。参考标准有《金属材料　洛氏硬度试验　第1部分：试验方法》GB/T 230.1-2018等。

3、维氏硬度试验

用两相对夹角为136°的正棱形角锥以一定载荷P压入被测件表面，由压痕平均对角线长度d计算压痕表面积F，则维氏硬度值HV可由相关公式计算得出。维氏硬度值也可根据压痕对角线长度和载荷查表得出。参考标准有《金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法》GB/T 4340.1-2009等。

4、里氏硬度试验

里氏硬度试验方法是一种动态硬度试验法，用规定质量的冲击体在弹簧力作用下以一定速度垂直冲击试样表面，以冲击体在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值来表示材料的里氏硬度。参考标准有《金属材料 里氏硬度试验 第1部分：试验方法》GB/T 17394.1-2014等。

5、努氏硬度试验

将顶部两相对面具有规定角度的菱形棱锥体金刚石压头用试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面压痕长对角线的长度。努氏硬度与试验力除以压痕投影面积所得的商成正比，压痕被视为具有与压头顶部角度相同的菱面棱锥体形状。参考标准有《金属材料 努氏硬度试验 第1部分：试验方法》GB/T 18449.1-2009等。

6、韦氏硬度试验

将规定形状的钢质压针，在一定的试验力的作用下压入试样表面，用压针压入的深度来表示材料的硬度，定义0.0125mm的压入深度为一个韦氏硬度单位。材料的硬度与压入的深度相关，压入越浅硬度越高，反之则低。参考标准有《金属材料 韦氏硬度试验 第1部分：试验方法》GB/T 32660.1-2016等。

Answer 3

同一材料，同一硬度计测试，同一个人操作，同一种操作方式，硬度值都会有一定的误差的，这就是为什么在国家或国际标准里会有公允误差。硬度误差来自很多方面的，有硬度计机器本身的误差，有操作人员的视力误差，视力误差是最大的误差了，有材料工艺均匀性误差等等，这些误差加在一起国标规定不要超过一个数，这个数就是公允误差了，一般维氏硬度的允许误差在4%左右，比方说材料是hv200左右的话，误差可以在hv8以内就算是合格的，如果材料硬度在100度左右，这个hv7的误差就算是超差了，那么首先用标准试块测试下机器有没有出问题，如果标准块校正发现机器在公允误差范围内，那么机器就没有问题，找材料的工艺问题了。如果机器校正测试发现与硬度块上面的标准值超差。那么就找维修人员维修机器，修好机器后再正常测试材料
维氏硬度既可以测量较软的材料，又可以测量较硬的材料，但它对试样同样有着自己的要求。只有选择合适的试样，才能避免由此带来的误差，得到准确的维氏硬度值。
维氏硬度测试样品的要求大致如下：
试样外表要求：
维氏硬度试样表面应光滑平整，不能有氧化皮及杂物，不能有油污。一般的，维氏硬度试样表面粗糙度参数Ra不大于0.40μm，小负荷维氏硬度试样不大于0.20μm，显微维氏硬度试样不大于0.10μm。（μm是表面粗糙度参数Ra的单位。）
试样制备的要求
维氏硬度试样制备过程中，应尽量减少过热或者冷作硬化等因素对表面硬度的影响。
此外，对于小截面或者外形不规则的试样，如球形、锥形，需要对试样进行镶嵌或者使用专用平台.

Answer 4

硬度试验
洛氏硬度、维氏硬度、显微维氏硬度、布氏硬度、肖（邵）氏硬度、纳米压痕硬度。
拉伸试验
抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率、弹性模量、泊松比、拉伸应变硬化指数、应变硬化、比例极限、面积缩减量。
弯曲与压缩性能
弯曲强度、弯曲模量、压缩强度、压缩屈服点、压缩弹性模量。
冲击韧性试验
冲击强度、冲击韧度、低温脆性、简支梁冲击（又称夏比冲击）、悬臂梁冲击（又称lzod冲击试验)。
断裂韧度试验
断裂韧度、裂纹张开位移、动态断裂韧度。
疲劳性能
对称应力下的疲劳、非对称循环应力下的疲劳、应变疲劳（低周疲劳）、疲劳裂纹扩展速率、热疲劳试验、腐蚀疲劳试验、接触疲劳试验、高温疲劳试验、低温疲劳试验。
高温力学性能
高温蠕变、持久强度、应力松弛、高温短时拉伸试验。
磨损性能
黏着磨损、磨粒磨损、接触磨损、微动磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损。
剥离强度
胶带剥离强度、剥离强度测试（覆铜板、PCB)。

Answer 5

金属材料的硬度检测有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等检测方法。对应的国家标准有：
GB/ T230. 1 —2004 《金属洛氏硬度试验第1 部分： 试验方法》
GB/ T231. 1 —2002 《金属布氏硬度试验第1 部分：试验方法》
GB/T4340. 1 —1999 《金属维氏硬度试验第1 部分： 试验方法》
GB-1818-94《金属表面洛氏硬度试验方法》
GB/T 17394-1998 《金属里氏硬度试验方法》
GB/T 18449.1-2009 《金属材料努氏硬度试验 第1部分：试验方法》
GB/T 4341-2001《金属肖氏硬度试验方法》
GB/T 4342-1991《金属显微维氏硬度试验方法》。
金属硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。