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1、范圍

GB/T4340的本部分規(guī)定了金屬維氏硬度試驗(yàn)的原理、符號(hào)及說明、試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試驗(yàn)程序、結(jié)果的不確定度及試驗(yàn)報(bào)告。

本部分按三個(gè)試驗(yàn)力范圍規(guī)定了測定金屬維氏硬度的方法(見表1).

本部分規(guī)定維氏硬度壓痕對(duì)角線的長度范圍為0.020mm~1.400mm。

注1：當(dāng)壓痕對(duì)角線小于0.020mm時(shí),必需考慮不確定度的增加。

注2：通常試驗(yàn)力越小，測試結(jié)果的分散性越大，對(duì)于小力值維氏硬度和顯微維氏硬度尤為明顯。該分散性主要是由壓痕對(duì)角線長度的測量面引起的。對(duì)于顯微維氏硬度來說,對(duì)角線的測量不太可能優(yōu)于士0. 001 mm。

特殊材料或產(chǎn)品的維氏硬度試驗(yàn)應(yīng)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。

2、原理

將頂部兩相對(duì)面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用一定的試驗(yàn)力壓人試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測量試樣表面壓痕對(duì)角線長度(見圖1)。

維氏硬度值與試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商成正比，壓痕被視為具有正方形基面并與壓頭角度相同的理想形狀。

3、試樣

3.1 試樣表面應(yīng)平坦光滑，試驗(yàn)面上應(yīng)無氧化皮及外來污物，尤其不應(yīng)有油脂,除非在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定。試樣表面的質(zhì)量應(yīng)保證壓痕對(duì)角線長度的測量精度，建議試樣表面進(jìn)行表面拋光處理。

3.2 制備試樣時(shí)應(yīng)使由于過熱或冷加工等因素對(duì)試樣表面硬度的影響減至最小。

3.3 由于顯微維氏硬度壓痕很淺，加工試樣時(shí)建議根據(jù)材料特性采用拋光/電解拋光工藝。

3.4 試樣或試驗(yàn)層厚度至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的1.5倍,見附錄A.試驗(yàn)后試樣背面不應(yīng)出現(xiàn)可見變形壓痕。

3.5 對(duì)于在曲面試樣上試驗(yàn)的結(jié)果，應(yīng)使用附錄B表B.1~表B.6進(jìn)行修正。

3.6 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試臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)。

4、試驗(yàn)程序

4.1 試驗(yàn)一般在10 C~35 C室溫下進(jìn)行,對(duì)于溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn),室溫應(yīng)為23℃士5℃。

4.2應(yīng)選用表3中示出的試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn)。

注：其他的試驗(yàn)力也可以使用,如HV2.5(24.52N)

4.3 試臺(tái)應(yīng)清潔且無其他污物(氧化皮、油脂.灰塵等)。試樣應(yīng)穩(wěn)固地放置于鋼性試臺(tái)上以保證試驗(yàn)過程中試樣不產(chǎn)生位移。

4.4 使壓頭與試樣表面接觸，垂直于試驗(yàn)面施加試驗(yàn)力，加力過程中不應(yīng)有沖擊和振動(dòng)，直至將試驗(yàn)力施加至規(guī)定值。從加力開始至全部試驗(yàn)力施加完畢的時(shí)間應(yīng)在2s~8s之間。對(duì)于小力值維氏硬度試驗(yàn)和顯微維氏硬度試驗(yàn)，加力過程不能超過10s且壓頭下降速度應(yīng)不大于0. 2 mm/s，對(duì)于顯微維氏硬度試驗(yàn)，壓頭下降速度應(yīng)在15 μm/s~70 μm/s之間。試驗(yàn)力保持時(shí)間為10 s~15 s，對(duì)于特殊材料試樣，試驗(yàn)力保持時(shí)間可以延長，直至試樣不再發(fā)生塑性變形，但應(yīng)在硬度試驗(yàn)結(jié)果中注明(見4.2示例)且誤差應(yīng)在2s以內(nèi)。在整個(gè)試驗(yàn)期間，硬度計(jì)應(yīng)避免受到?jīng)_擊和振動(dòng)。

4.5 任一壓痕中心到試樣邊緣距離，對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的2.5倍；對(duì)于輕金屬、鉛、錫及其合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的3倍。兩相鄰壓痕中心之間的距離，對(duì)于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的3倍；對(duì)于輕金屬、鉛、錫及其合金至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的6倍。如果相鄰壓痕大小不同，應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。

4.6 應(yīng)測量壓痕兩條對(duì)角線的長度,用其算術(shù)平均值按表2計(jì)算維氏硬度值，也可按GB/T 4340. 4查出維氏硬度值。在平面上壓痕兩對(duì)角線長度之差，應(yīng)不超過對(duì)角線長度平均值的5%,如果超過5%；則應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。

放大系統(tǒng)應(yīng)能將對(duì)角線放大到視場的25%~75%。

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