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        工程陶瓷的硬度检测

        浏览次数: 日期:2012年10月16日 10:35
        工程陶瓷的硬度检测,目前常用的方法是使用维氏硬度计和洛氏硬度计来检测。洛氏硬度使用的负荷较大,易损坏压头,因此工程陶瓷硬度测定方法选用了小负荷维氏硬度测定方法。维氏硬度测定结果不仅取决于试样的材料特性,同时与试验条件密切相关,因此在进行测定时必须严格遵照有关各项规定。试验条件包括试样表面的制备加工,试验负荷的选择、负荷的施加速度、压痕的测量这些都有一定的要标,如果有疏忽,都将导致试验结果的失真。 一、试样的制备 被测材料试样的选择是相当重要的一环,不合规格的试样,将会导致虚假的试验结果。在进行硬度测定时,试样两面须要平行,表面平整、光洁,才能保证测量的准确度。试样表面最后加工程度,可以随负荷和试验中使用的放大倍数而改变,最终目的是达到压痕在显微镜视域中能清晰可见,便于测量。试样表面粗糙度规定为0.8μm以下,一般用1μm的研磨膏抛光方可达到要求。 试样试验面与相对面要平行,若试验面处于倾斜状态,其压痕会出现明显的不对称(图2),两对角线长度误差太大,给硬度测量带来误差。本试验中规定试样的平行度为±0.005mm/cm2。 试样的厚度一般规定为不小于压痕对角线长度的1.5倍或不小于压痕深度的10倍。过薄的试样在一定负荷作用下会出现变形。在试验中,试样最低允许厚度与其硬度值和所选取的试验负荷之间的关系曲线(见图3)。 从图中看出负荷愈大所需试样愈厚,才能获得准确的测量结果。曾用厚度为1mm的Sialon试样在49N的负荷下进行了维氏硬度试验,试样未出现变形。由此可见在负荷49N的作用下试样厚度1mm即可达到试验要求。 二、负荷大小的选择 一般选用负荷所得压痕深度(h)不得大于试样厚度的十分之一。压痕深度(h)约为压痕对角线(d)的七分之一。在试样厚度允许的范围内,尽量采用较大负荷,以便获得较大尺寸的压痕,从而减小测量的相对误差。选取试验负荷时不仅要针对被测材料的厚度而定,同时,还应考虑材料的硬度范围(图4)。对于硬度较低的材料用小负荷,而对于硬度较高的碳化物和氮化物试样则需选用较大负荷。本试验对Sialon、复合氮化硅材料、碳化硅、氧化铝、氧化锆等材料的试样经加工、抛光、制成光洁表面,采用4.9、9.8、29.4、49、98N(0.5、1、3、5、10kgf)的负荷,对每个试样在不同的负荷下制作五个压痕点,试验力保持时间为10秒,放大倍数为200倍,取其对角线的平均值计算硬度值。

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