显微硬度测试。尽量减少常见问题

由劳埃德仪器有限公司2014年3月24日

重复性、准确性和相关性是显微硬度测试所固有的问题。然而，通过使用适当维护和校准的设备、训练有素的人员和适当的测试环境，可以减少测试错误和变异性。2020欧洲杯下注官网

从质量控制实验室到研究实验室，到处都可以找到维克斯和努普的测试人员。这些硬度测试方法是测定涂层硬度、镀层深度和表面硬度等浅层硬度的有用工具。此外，没有这些测试就不能进行特定颗粒或成分的选择性测试。

显微硬度测试都是非常精密的乐器。关键是只施加非常轻的力，从10到1000g，产生的印痕必须在高倍放大下精确测量。这些严格的要求所固有的几个问题。

三个基本问题

显微硬度测试的相关问题可分为重复性、准确性和相关性三大类。造成这些问题的主要原因有五个:

在讨论原因之前确定问题是很重要的。

通过了解这些问题，可以更好地了解其原因。虽然只有5个主要原因，但每个原因都包含许多问题，下面将讨论最常见的问题。

微硬度计使用静重来产生力。与洛氏硬度计不同的是，这些轻载荷装置(10- 2000gf)将静重直接堆叠在压头上，从而消除了放大误差和其他一些负面因素，如刀口和吊重。

这些施加力的系统通常是健壮的，但压头行程的问题可能会产生错误的负载。

在大多数机器上，加载应用程序以两种速度执行:

速度快-这使压头靠近测试件

速度慢,接触工作，施加负载。压头的“行程”通常用测量装置来设定。

一旦“压头尖端到测试表面”的距离设置好，高功率目标就聚焦在测试表面上。一旦正确聚焦，操作人员将确保工件以适当的速度接触，并且负载的冲击没有发生。考虑到ASTM E384标准停留时间为15秒，一个仪器大约需要30秒来产生印痕。这就是前面提到的“慢”问题的一部分。

即使硬度值的精度不受这个误差的影响，如果操作者在测量有效外壳深度时，距离样品边缘的距离可能是错误的，最终导致错误的测量。图1显示了光滑抛光表面上的Knoop压痕，图2显示了蚀刻表面上的Knoop压痕，图3显示了粗糙表面上的Vickers压痕。

努普压痕，因为它出现在光滑的抛光表面，显示良好的尖端定义。

图1所示。努普压痕，因为它出现在光滑的抛光表面，显示良好的尖端定义。

努普压痕，当它出现在蚀刻表面时，显示出较差的尖端清晰度-特别是比较右侧和左侧

图2。努普压痕，当它出现在蚀刻表面时，显示出较差的尖端清晰度-特别是比较右侧和左侧

维氏压痕，因为它出现在粗糙的地面上，显示潜在的尖端识别问题从磨痕。

图3。维氏压痕，因为它出现在粗糙的地面上，显示潜在的尖端识别问题从磨痕。

没有其他硬度测试规程像显微硬度一样受到操作者的影响。很难让两个操作人员完全一致。这通常被用户每天对其机器进行验证所掩盖。

操作人员可以花时间在已知硬度的测试块上测量压痕，测试表面通常处于最佳状态。这里有两个重要的短语:“慢慢来”和“已知的困难”。在生产环境中，操作人员有时会匆忙地执行测试并将部件取出门外。操作员知道印象的合适尺寸，当他去测量时，他看到了那个价值。正确的焦点是获得准确结果的关键因素。

另一个常见的误差来源是记录和转换结果从微米或努普硬度数。测量32.3μm可以很容易地变成33.2μm。

新时代cam(计算机辅助测量系统)是一个模块化系统，可以从一个基本的“点击提示”类型的系统，一直到完全自动化。这允许用户采用最符合其需求的高级水平，并且在需求变化时允许系统增长。自动测量是凸轮系统最普遍的特点之一。消除了操作者对印痕测量的影响，也消除了与测量相关的耗时过程。

由于在显微硬度测试中使用的是轻载荷，振动可以对加载精度做出贡献。显微硬度测试应始终放在一个专门的，水平，坚固的桌子上，是独立的。

显微硬度计采用高倍放大光学系统，以协助操作者确定印模的小尖端。光路(目镜、光学编码器、管或物镜)中的污垢会模糊印象或测量线，使情况变得更糟。清洁的环境将有助于减少这种情况发生的机会。

在测试前，大多数样品被切片并安装在胶木或环氧树脂中。一旦切片和安装，样品将经过研磨、打磨和抛光，以提供一个没有划痕和表面纹理的测试表面，否则可能会影响操作员识别印模尖端的能力。

如果要在蚀刻样品上进行显微硬度测试，则蚀刻至目视识别所需属性所需的最小值。

大多数显微硬度计在施力能力上具有高度一致性。除了测压元件，这在校准时很少是一个问题。显微硬度计的测量系统千差万别，从目镜上的千分尺头到附在数字读数上的光学编码器。

最常见的误差来源是由操作符引起的。当表面处理较差时，这种误差会加重。测量多重印象的世俗性质也会导致疲劳和随后的错误。在零星的测试情况下，必须确保操作人员受过良好的培训，有适当的工具准备测试表面，仪器经过适当的校准，处于适当的工作状态，并且他有时间适当地完成工作。

有责任心的操作符可以最小化操作符错误。当需要更高的测试量或更频繁的测试时，某种程度的计算机测试将会有所帮助。大多数显微硬度计都可以采用，不论使用年限。自动化消除了任何进一步的错误来源。

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美国心理学协会
劳埃德仪器有限公司. .(2020年2月24日)。显微硬度测试。尽量减少常见问题。AZoM。于2021年10月5日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=10807检索。
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劳埃德仪器有限公司. .《显微硬度测试-尽量减少常见问题》。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=10807。(2021年10月5日生效)。
哈佛大学
劳埃德仪器有限公司. .2020.显微硬度测试。尽量减少常见问题．viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=10807。