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金属材料维氏及努氏硬度标准试验方法 ASTM E92- 23发布时间:2024-08-14   浏览量:124次

1、范围

1.1 本标准包括了材料的努氏和维氏硬度测定方法,努氏硬度和维氏硬度试验机的检验以及标准努氏和维氏硬度试块的校准。本标准提供努氏和维氏硬度设备要求以及努氏和维氏操作规程。

1.7 维氏硬度和努氏硬度的试验原理,试验程序和校准程序根本上是一致的。最重要的不同是两个试验的压痕几何形状,计算硬度值的方法,也因此维氏硬度可使用比努氏硬度更高的试验力。

1.8 本标准并没有完全列举所有的安全声明,如果有必要,根据实际使用情况进行斟酌。使用本规范前,使用者有责任制定符合安全和健康要求的条例和规范,并同时明确该规范的使用范围。

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2、重要性和使用意义

2.1 人们发现硬度试验对材料的评估、生产过程质量控制和研发改进都是十分有用的。硬度,尽管在实际中是完全靠经验判断的,但对于很多金属来说都与抗拉强度有关,而且也是耐磨性和韧性的指标之一。

2.2 微压痕硬度试验可用来测试对于显压痕试验太薄或太小的材料。微压痕硬度试验也可测量对于显压痕试验太小的具体的相或组分以及区域或梯度。相关的显微压痕硬度试验可在E384中找到。

2.3 因为努氏硬度和维氏硬度测试值在一种材料中可能会存在硬度偏差,一个测试值不可能代表整批的硬度。

2.4 对于同类均匀的材料,维氏压头在所有试验力下本质上是相同的硬度值,除了非常低试验力或对角线长度小于25um之外(见E384)。对于各向同性材料,某一维氏压痕的两条对角线应尺寸相等。

2.5 努氏硬度通常在较宽的试验力范围产生类似的硬度值,但当硬度值上升时,试验力需要减小。上升的硬度值与较小的试验力对硬度较高的材料很有效,并越来越多的应用于小于50gf的试验力(见E384)。

2.6 努氏硬度的狭长形压痕,长对角线是短对角线的7.114倍及以上,在相同的条件下要比维氏硬度的方锥体压痕更窄更浅。因此努氏硬度对于评定硬度梯度检测非常很有好处,努氏硬度压痕比维氏硬度压痕在硬度梯度变化方向上可以更靠近。

3、试样

3.1 努氏硬度或维氏硬度试样没有标准形状或尺寸。执行压痕试验的样本应满足以下要求:

3.2 制备——为了测量的精度优化,试验应在抛光处理过的或其他适当表面准备的平坦的试样.上进行。要求的表面处理质量可随试验中使用的试验力和放大率的大小而变化。试验力越小,压痕也就越小,最重要的是表面准备情况。在所有的试验中,压痕周界和压痕顶端(尤其是)必须在显微镜的视场中清晰界定。对于小力值的显微压痕硬度在方法E384中能找到。

3.2.1 表面必须无任何能影响压痕或后续对角线测量的缺陷。众所周知, 不适当的磨光和抛光可改变试验结果,因为由于过热或冷加工引起。有些材料 与其他材料相比更易于在表面准备中导致损坏,因此在试样制备过程中必须采取特别的预防措施。必须移除试样制备中产生的任何损伤。

3.2.2 试样表面在压痕操作前不应进行浸蚀。浸蚀面会使压痕边缘变的模糊,使压痕大小的精确测量变的困难。对于显微压痕硬度可轻微腐蚀也是适用的(见方法E384)。

3.3 校正一为获得有用的试验信息,样本的制备或镶嵌方法应使得测试表面垂直于压头轴线。这可通过平行于样本待测试面的反面进行表面磨削(或机加工),以满足上述要求。不平行样本可以通过使用设计的夹紧和对准装置来进行测试,以校正试验表面与压头的相对位置。

3.4 镶嵌试样-在某些情况下, 为了简化制备过程,有必要镶嵌试样:当将在样本表面进行斜度试验时,也有必要镶嵌试样,以保留某一锐边。 当要求镶嵌时,试样必须依靠镶嵌剂充分支撑使试样在施力过程中不会移动,即避免使用会在压头试验力下蠕变的聚合物镶嵌剂。

3.5厚度——测试的样本应使得没有膨胀或其它标记显示试验力背对压痕出现在试样侧面。试验时材料厚度应至少为压痕深度的10倍(见注5)。类似的,当试验材料

表面的涂层时,涂层厚度也宜至少为压痕深度的10倍。

3.6 曲面半径——应非谨慎的进行解释或评估球体或圆柱表面得到的试验结果。特别是努氏试验,曲面半径在短对角线方向时,试验结果将会受到影响。附录A5提供了当在球面或圆柱表面测试时,维氏硬度测试所采用的修正因子。报告修正硬度值附加的要求见9.3和9.4中的相关规定。

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