维氏硬度测试方法

JISZ2244-2009维氏硬度测试方法一、内容说明1.范围————————————————————————————————12.规范性引用文件———————————————————————————23.原则————————————————————————————————34.硬度的符号和标识——————————————————————————44.1它们的符号和标识————————————————————————34.2维氏硬度的符号和标识———————————————————————35.实验设备——————————————————————————————46.实验试件——————————————————————————————57.程序—————————————————————————————————68.结果的不确定性———————————————————————————79.实验报告——————————————————————————————8附录A(规范性文件)—————————实验拉力和硬度的相关试验片的最小厚度附录B（规范性文件）——————————曲面测试所需使用校正因子的表格附录C（信息性文件）————————————用户检查试验机的程序附录D（规范性文件—————————————维氏硬度计算表格附录JA（信息性文件）————————————JIS与其他国际标准的比较前言略维氏硬度测试方法说明这个日本工业标准的编制依据ISO6507-1的第三版和出版于2005年的ISO6507-4第一版的技术内容进行了一些修改。给出虚线下划线的部分是在相应国际标准的内容已被修改的。解释的修改清单见附件JA。1、范围本标准规定了维氏硬度试验方法，对三种不同范围的金属材料试验力（见表1）进行了说明。表一试验力的范围试验力范围F/N硬度值名称F49.03HV5维氏硬度实验1.961F49.03HV0.2toHV5低拉力维氏硬度实验0.09807F1.961HV0.01toHV0.2维氏显微硬度试验维氏硬度实验制定压痕对角线的长度在0.020mm到1.400mm之间。然而如果实验中压痕对角线长度小于0.020mm或者实验力小于98.07mN时，经过买方和卖方同意，仍可使用本标准。对于规定的材料和产品，日本工业标准会详细说明。注1.对于压痕对角线长度小于0.020mm的，应该考虑增加的不确定因素。2.一般情况下，试验力的减小会增加测量结果的发散。对于低拉力维氏硬度实验和维氏硬度显微实验尤其严重。主要的限制会使对角线测量变大。对于维氏硬度显微实验，压痕对角线的精度值不可能在ü0.001mm之间。3.国际标准类似的还有：ISO6507-1：2005金属材料维氏硬度实验——第一部分实验方法ISO6507-4：2005金属材料维氏硬度实验——第四部分硬度值表格（总体评价MOD）此外，根据ISO指南21,它表示对应于相关的国际标准和JIS之间的内容的程度符号是IDT，MOD，和NEW。1、参考标准下列标准包含的条文，通过在本次测试的引用而成为本标准的条款。如下所示的最新版本标准（包括修订）应适用。JISB7725维氏硬度实验——试验机的验证注：略2、原则金刚石压头具有方形基部的金字塔，顶点的相对面有指定的角度。用力把钻石压头压入试验片，然后根据除去力后的压痕对角线长度的测量，计算试验力F。维氏硬度是与试验力除以压痕倾斜区域的商成正比的。这也被认为是合格的具有方形基部并且在顶点处有相同角度的金字塔压头。压头压痕图一实验原理4硬度的符号和名称4.1符号和名称详看表二和图一。表二符号和名称符号名称α金字塔压头顶点锥形面的角度(136°)F试验力（N）d压痕的两条对角线长度d1和d2的算术平均值（mm）HV维氏硬度=Cx试验力压痕表面面积注：C=0.102≈1/9.80665，其中9.80665是从KGF为N的转换系数4.2维氏硬度的表示方法下面是一个维氏硬度表示方法的例子。例5实验设备注：建议用户定期对硬度试验机进行检查，详见附件3.5.1实验设备按照JISB7725要求，能够施加要求范围内的预定的力。5.2压头如在JISB7725规定的，钻石装在一个具有正方形基部的合适的金字塔上。5.3测量系统详见JISB7725.6试验片试验片制作如下：a）试验应进行的表面光滑，无氧化皮、异物，特别是，可以使用润滑油，除非在产品标准中另有规定。表面的光洁度应允许精确地确定压痕对角线长度。b）由于过度加热或冷加工所发生的表面硬度的改变应尽量达到最小。由于维氏显微硬度压痕小且深，制备过程中的特殊防范措施就显得至关重要。它在抛光/电解抛光过程中是推荐使用的，因为适用于材料参数。c）试件的厚度，或者在测试时的层厚，应至少为压痕对角线长度的1.5倍（见附录A）。试验后，试验片的背面应该不变形。d）对于在曲面上的测试，在附录B，表B.1至B.6给出的修正应适用。e）对于不规则形状和小横截面的试验片，需要添加某种形式的额外支撑。注：筹备形状复杂小尺寸的试件时，建议通过树脂包住试件再用特殊工装保持固定。但是应用的方法不能影响硬度的测量。如果采用树脂包住的方法，应当小心沿着周边产生的热，随着压头的压入，压力和温度可能会影响试验力的测量。7步骤实验步骤如下：a）一般情况下，测试的周围温度应控制在10℃到35℃之间。本实验建议控制在23±5℃。b）实验应采用表3中的力。其他实验的力表3中也已列出。注：也可以使用其他值，例如HV2.5（24.52N）。维氏硬度值硬度种类与应用试验力相近似的kgf值试验力持续时间（20秒），如果没有在指定范围内（10秒至15秒）表3试验力维氏硬度实验低拉力维氏硬度实验维氏硬度显微实验维氏硬度标准试验力F（N）维氏硬度标准试验力F（N）维氏硬度标准试验力F（N）HV549.03HV0.21.961HV0.010.90807HV1098.07HV0.32.942HV0.0150.1471HV20196.1HV0.54.903HV0.020.1961HV30294.2HV19.807HV0.0250.2452HV50490.3HV219.61HV0.030.2942HV100980.7HV329.42HV0.050.4903HV0.10.9807注：额定试验力大于980.7N可能被应用。c）试验片应有刚性支撑。这个支撑表面应该干净，无外来杂质（刮鳞，油脂，污垢等）。试验片稳稳地固定在支撑上是非常重要的，所以一点位移在实验中都不能发生。d）使压头接触试验片表面，使用实验力垂直的压入，没有震动和摆动，直到试验力达到规定值。从开始使用力到力达到额定值不要少于2s也不要大于8s。对于维氏硬度显微实验和低拉力维氏硬度实验，时间最长不要超过10s。压头的攻进速度不要超过0.2mm/s。对于维氏硬度显微实验来说，压头接触试验片的速度最好在15μm/s到70μm/s之间。万一要求实验设备有恰当的条件，应该满足。这个试验应该在10s到15s之间，除非具有独立时间要求的材料进行试验才可以不在这个范围内。对于这些实验来说，超出点时间是允许的，这个时间应该有指定（见4.2例子）。e）在整个实验过程中，实验设备应该不发生震动。f）两个相邻标识之间的距离和压痕与试验片边缘之间的距离应与表四中规定的d的平均对角线长度相一致。表四压痕的位置试验片的材料钢，尼龙，钛合金，铜和铜合金轻金属（除了钛合金），铅，锡及其它们的合金两个相邻标识中心之间的距离至少3d至少6d压头中心和试验片边缘的距离至少2.5d至少3d注：如果两个相邻压痕距离不一致，则间隔d取较大压痕的对角线长度。g）测量两对角线的长度。它们的算术平均值用于维氏硬度的计算。对平面来说，来那个对角线长度值不能超过5%。如果差距超过了，一定要在实验报告中声明。放大倍数可以使对角线看起来增大25%到75%之间。h）附件D包含了应当用于确定维氏硬度的测试和平面计算表。8.实验结果的不确定因素根据ISO指南应有一个完整的关于测量不确定因素的描述。资源类型的独立性，对于硬度有两个可能的不确定因素。a）一种可能性是基于过程的所有相关来源的评价。作为一个参考，EA指导方针是可以使用的。b）另一种可能性是使用标准硬度块的基础上间接标定[以下简称为CRM（标准物质）](见文献参考【2-5】)注：不确定性确定的判断准则见ISO6507-1附录D。9.实验报告该测试报告，如有必要，应包括在买方和供应商之间的协议，从以下选择的信息。a）参照本标准b）所有必要的识别试验片的细节c）获得的结果d）在这个标准中没有指定的所有操作，或视为可选e）可能影响试验结果的任何事件的细节f）测试的温度，如果是在7a)所规定的范围以外注：1在相同的试验力时严格比较硬度值。2准确地将维氏硬度转化成其他形式的硬度或者抗张强度没有一般方法。因此，这样的转换应尽量避免。除非转换了可靠的依据可以通过对比测试来获得。3应当指出，对于各向异性材料，例如那些已被严重冷加工的，压痕的两条对角线长度就会有差别。如有可能压痕对角线应与冷加工方向倾斜大约45°。产品的说明书中应该指出两条对角线长度之间差异的限制。4有证据表明，一些材料对应变变化速率比较敏感。这有可能导致屈服强度值上的微小变化。在压痕形成和终止的相应效果会改变硬度值。