维氏硬度计常见故障及修理

正维氏硬度计采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度d,通过查表得到维氏硬度值。维氏硬度计广泛应用于工业生产和教学科研,是机械工业生产中广泛采用的硬度测量仪器,使用率高,故障发生也较多。一、试验力超差对于负荷较大的通过杠杆砝码产生试验力的维氏硬度计,试验力可以通过以下两种方式调整:一是调整杠杆前部的游砣,调整范围比较小;对于试验力偏差较大的硬度计则需要通过调整杠杆尾部的螺杆来改变杠杆比,从而实现对试验力的调整。     

金属材料维氏硬度试验测量不确定度的评定

金属材料维氏硬度试验的测量不确定度主要来源于试验力、标准硬度块、压痕对角线长度的测量以及硬度计本身、试验结果的数值修约等。根据GB/T 4340.1-2009对硬度计和标准硬度块的要求,结合生产实际,计算了不同试验力下维氏硬度试验的测量不确定度。结果表明:硬度计的最大允许误差引起的测量不确定度所占的权重最大;对于同一维氏硬度,试验力越大,维氏硬度试验的测量不确定度则越小,因此在日常检测中,在满足要求的情况下,应尽可能选择较大的试验力,减小测量不确定度,使试验结果更加准确可靠。     

DP780高强钢电阻焊接头维氏硬度测量不确定度评定

采用430SVD型数显显微硬度计,通过直接评定法对DP780高强钢电阻焊接头的母材、热影响区及焊缝区分别进行了维氏硬度试验,分析了不同因素对测量结果产生的影响,并对维氏硬度测量结果进行了不确定度评定。结果表明:该DP780高强钢电阻焊接头母材、热影响区及焊缝区维氏硬度的测量不确定度分别为9,9,10 HV,均满足GB/T 4340.2—2012中表5要求的硬度计最大允许误差,该维氏硬度检测方法、检验水平能够满足国家标准的要求。与硬度计本身硬件设施误差相比,压痕对角线长度的测量对合成不确定度评定结果的影响更大。     

凹槽形补焊缝维氏硬度的梯度试验

在铸钢件补焊工艺评定时,要求对试样中的焊缝、热影响区、母材部位进行维氏硬度的梯度试验。硬度压痕与压痕之间必须呈等间距,且为直线行排列。选用了HV-120型维氏硬度计进行试验,用两块方形磁铁起到固定试样的作用;同时,还要用游标卡尺的精度来保证压痕之间的距离准确。其操作方法简单易行,达到了试样成直线平稳移动的效果,使压痕的间距尺寸误差为±0．02mm。定位准确,硬度压痕的对角线清晰,数值可靠,符合规程的要求。     

陶瓷材料维氏压痕形貌仿真与实验分析

基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真.以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39％和-0.53％,维氏硬度分别相差-2.7％和4.2％.随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28％和0.27％,维氏硬度分别相差0.14％和0.21％.此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,维氏硬度分别相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础.     

中华人民共和国国家标准 金属维氏硬度试验 第1部分:试验方法

1　范围本标准规定了金属维氏硬度试验的原理、符号及说明、硬度计、试样、试验方法及试验报告。本标准按三个试验力范围规定了测定金属维氏硬度的方法 (见表 1)。表 1试验力范围 /Ｎ硬度符号试验名称Ｆ≥ 4 9.0 3≥ＨＶ5维氏硬度试验1.96 1≤Ｆ <4 9.0 3ＨＶ0 .2～<ＨＶ5 小负荷维氏硬度试验0 .0 980 7≤Ｆ <1.96 1ＨＶ0 .0 1～<ＨＶ0 .2 显微维氏硬度试验本标准规定维氏硬度压痕对角线的长度范围为0 .0 2 0～ 1.4 0 0ｍｍ。特殊材料或产品的维氏硬度试验应在相关标准中规定。2　引用标准下列标准所包含的条文 ,通过在本标准中引用而构成为…     

角焊缝维氏硬度压痕直线行排列试验的新操作方法

根据设计和标准的要求,在角焊缝中心位置45°角处均匀测量维氏硬度,必须保证硬度压痕间隔为1 mm,角焊缝、热影响区和母材等部位的维氏硬度压痕呈直线行排列。笔者选用了HV-120型维氏硬度计,载荷98 N。为了达到标准要求,在硬度计工作平台上放置两块方型磁铁,以固定试样上、下不可移动,用游标卡尺的精度来保证压痕的间隔为1 mm,用45°角的三角板来确保角焊缝的中心线为45°。用这种方法进行维氏硬度试验,操作简单,压痕成为直线行排列均匀,测试结果准确可靠,满足了设计和标准的要求。     

布氏和维氏硬度压痕的正确测量

布氏和维氏硬度试验压痕的正确测量,直接影响到被测试件的硬度值,因之不容忽视。常用的测量方法有: 1.单线测量——测量线移动法此种测量压痕的方法是先使测量线在压痕之左逐渐逼近压痕左缘,直至相切,记下读数(d_1)。参看图1。然后向右移动测量线,到与压痕之右缘相切为止(对维氏硬度压痕,测量线必须与对角线垂直)。再记下第二次读数(d_2),两次读数之差(d=d_2-d_1)即为压痕的直径(或对角线长)。由于只使用一条刻度线,故误差因素少。但测量线要移动整个压痕     

咨询与服务

《理化检验》物理编辑部: 编辑同志,您们好!通常我们把布氏、洛氏、维氏等多用途的硬度计称为万能硬度计(universal hardness tester),最近从外文杂志上见到有关万能硬度(Universal hardness)的说法,用Hu表示,所用的压头也是两相对面间夹角为136°的正四棱锥金刚石压头,但不是测量压痕对角线,而是测量压痕深度,计算公式如下:Hu=F/(26.43h~2) Hu的单位为N/mm~2,以区别于维氏硬度HV(所用的单位为kgf/mm~2),不知我们国内是否有万能硬度这种说法,望予赐教。     

维氏硬度曲面修正系数的计算机拟合

根据GB／T 4340．1-1999所附的各类曲面维氏硬度修正系数表，基于多项式拟合技术，给出了曲面维氏硬度修正系数关于压痕对角线长度与曲面直径比值的解析函数表达式，并对维氏硬度值的修约规律进行了总结。     

维氏硬度试验中的视觉检测算法研究综述

维氏硬度测量法是一种常用的测量材料硬度的方法。对于传统的人工测量方法,不仅劳动强度大,并且测量过程较易受材料表面维氏压痕图像的成形影响,难以保证测量精度。相比之下,采用图像处理技术实现维氏硬度自动测量可以大幅降低劳动强度,同时对复杂测量环境具有较强的鲁棒性。维氏压痕图像的成像、图片预处理和压痕面积的获取是视觉测量的关键环节。本文介绍了相关内容的主要研究进展,分析了现有方法的特点与不足,最后讨论了维氏硬度自动测量技术领域研究的发展趋势。     

一种利用磁栅测量的新型显微硬度计

宁夏吴忠微型试验仪器厂近期研制成功的HXC-1000型数字式显微硬度计,在国内首次成功地将磁栅测长技术用于硬度测量,实现了微机处理数据与数字显示,具有国际上八十年代初的水平。通常维氏显微硬度测量,在测得压痕数据后,还有许多繁锁的计算和查表工作,该机使用的数据处理装置与主机配套使用,使数据处理工作自动化,减少了人为过失的机率,大大提高了硬度测试的效率,并为全面实现显微硬度计自动测量、显示开创了新路。     

V-5Cr-5Ti合金富钛相析出区的显微维氏硬度测试

为探索利用金属显微维氏硬度计测试合金微区成分偏聚区硬度变化的可行性,采用金属显微维氏硬度计,结合纳米压痕试验技术和激光共焦显微镜压痕深度轮廓曲线测量法,测试了V-5Cr-5Ti合金富钛相析出区的硬度变化。结果表明:机械磨光使V-5Cr-5Ti合金试样表面形成明显的硬化层,采用草酸水溶液的电解蚀刻方法不仅能显示出完整的组织特征,还可以有效去除该硬化层,合金中富钛相析出区比非析出区的硬度提高约12%。     

便携磁力式布氏硬度计在薄壁小径管硬度检验中的实用性

以电厂薄壁小径管为研究对象,采用便携磁力式布氏硬度计对其进行硬度测试,然后分别使用简易目镜、压痕自动测量系统和数显布洛维硬度计所配备的目镜测量压痕直径,并将3种测量方法的硬度试验结果与数显布洛维硬度计的试验结果进行了对比,以研究便携磁力式布氏硬度计在薄壁小径管硬度检验中的实用性。结果表明:便携磁力式布氏硬度计试验后采用不同方法进行压痕直径测量时,压痕自动测量系统受试验管材打磨面不平整度的影响,其试验结果往往高于数显布洛维硬度计的,而简易目镜和布洛维目镜测量的试验结果与数显布洛维硬度计的相比误差很小;高合金薄壁小径管进行硬度试验时,在不影响管材使用性能的情况下需尽可能将试验面打磨平整光滑,以减小试验误差。     

测试面与压头的角度偏差对维氏硬度测试结果的影响

利用砂轮休整器制造了不同的载物台倾斜角度,研究了测试面与压头的角度偏差对维氏硬度测试值和压痕对角线差值的影响。结果表明:测试面与压头的角度偏差会导致维氏硬度测试值偏低,且随倾斜角度的增大,偏差越大,在制样时尽可能避免明显的倾斜角度。同时,随倾斜角度的增大,导致压痕对角线的差值增大,倾斜角度为1~2°时,压痕差值满足国家标准要求,倾斜角度为3°时,不能满足要求。     

金属材料维氏硬度试验测量不确定度分析

根据JJF1059—1999标准,分析了金属材料维氏硬度试验过程中试验力、压痕对角线测量、标准硬度块不均匀度、金刚石压头的两相对面夹角误差等因素对试验结果的影响,并对试验结果进行了不确定度分析,得到当包含因子k=2,置信概率为95.45%时,维氏硬度测量不确定度为2.6%。     

测量生物组织等效杨氏模量的毫米压痕仪

生物组织的弹性是诊断其是否发生病变的重要依据,杨氏模量是反映组织弹性的重要参数。以Labview为软件平台结合数据采集和运动控制等硬件设备,研制了一套测量弹性模量的毫米压痕弹性仪。以市购冷鲜牛肉、猪肉、猪肝和猪肾为试样,测量了球形压头向试样施加的负载力和对应的试样压痕深度,在对测量数据进行校准的基础上,利用基于赫兹接触力学模型的压头半径R、作用力F、压痕深度δ与试样等效杨氏模量E~*间的解析关系,得到各试样的等效杨氏模量。实验结果表明,测得的组织试样等效杨氏模量数值与文献基本相符,所设计的毫米级压痕法测试装置可用于生物组织等效杨氏模量的检测。     

硬度计载荷误差的分析与调整

对于最广泛应用于生产和科学研究的洛氏、布氏、维氏等各种工作用硬度计,其工作原理均是采用一个压头,在一定的载荷作用下压入试件、以压入深度或压痕面积上所承受的载荷来表示硬度值。从这个工作原理可以知道,压头的物理性能和几何精度、测量压痕用的装量的精度及载荷的精度是硬度计示值准确性的三大因素。载荷是硬度计准确性     

HPO—250型硬度计故障检修1例

东德产HPO－250型硬度计出现如下故障：在试样上打过压痕，压下手柄卸除负荷准备测压痕对角线长度时，硬度计又自动将压头转到垂直位置，负荷也重新加上，使测量压痕无法进行，以至硬度计根本无法使用。首先分析硬度计的电器原理图（见图1），并根据其SK一电源开关；N一保险丝；T一变压器；月一光源灯泡；Xi一水银开关；K一眼位开关；M一按钮开关；DM一电磁铁；SM一电磁铁机械电器动作原理将硬度计的动作程序绘于图2中。图2中带D者为人工操作，带一者表示硬度计最后达到的工作状态。检查硬度计的故障情况如下：a．接通电源开关SK后，…     

5252H32铝合金维氏硬度试验的测量不确定度评定

依据GB/T 4340.1-2009对5252H32铝合金进行了维氏硬度试验,并对试验结果进行了测量不确定度评定。结果表明:5252H32铝合金维氏硬度试验的测量不确定度主要来源于压痕对角线的不确定度、载荷的不确定度及数值修约引入的不确定度;控制影响不确定度的主要因素,可以减小测量不确定度,保证试验结果的准确性。