如今現(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展訊速,對金屬材料在高溫環(huán)境下的使用性能,也不斷提出了更高的要求,尤其是航空、航天時代的開啟,以及火箭技術的飛速發(fā)展,使材料高溫性能檢測已被列為了基本檢測之一。目前高溫硬度檢測通常采用3種方式:壓印法、一端平壓法、相互壓入法。
1、壓印法:壓印法就是是需要硬度計的壓頭與被測工件接觸。
其工作原理與常規(guī)硬度計基本相似。即采用高溫硬度計,對材料進行打壓,通過壓痕來測定材料在高溫下的硬度性能,通常出現(xiàn)的問題如下:a、溫度的變化可控性:硬度計設計溫度要求與打壓時的實際溫度誤差;打壓負荷過程中的溫度變化情況,在采用高溫加熱爐配硬度計的情況下一般都會出現(xiàn)。b、被測材料在加熱過程中的防氧化:--- 對此方面目前國外一些成熟企業(yè)通常采用對加熱裝置充保護氣體或者采用真空裝置。c、材料在高溫情況下的蠕變、回復等問題:--- 對此方面必須掌握被測材料的熔點等基本數(shù)據(jù)才能進行測量,如材料熔點較低,加熱溫度相對較高,發(fā)生蠕變,壓頭打壓在材料表面,會隨著時間的推移緩慢的壓入到材料內(nèi)部,產(chǎn)生下滑現(xiàn)象,壓痕不斷產(chǎn)生變化,從而直接影響測量結(jié)果。d、硬度計壓頭要求:普通洛氏、維氏硬度計壓頭一般采用金剛石材料,當金剛石壓頭打壓在加熱后的高溫被測材料上時,壓頭自身溫度也會急變,很容易造成壓頭碎裂。在高于600度的非真空環(huán)境下又容易石墨化,所以必須選擇其他壓頭材料,當溫度低于1300度時通常選用藍寶石(人造剛玉)材料。高溫布氏硬度計壓頭可采用硬質(zhì)合金,金屬陶瓷等。e、高溫情況下壓痕的采集:--- 布氏、維氏硬度測量法,需要對壓痕進行測量從而計算材料的硬度。有的因為操作不當,引起材料再結(jié)晶,至使壓痕本身不規(guī)范,影響測量,這方面可以進行再測量進行解決。但更多問題出現(xiàn)在由于各層次溫差等導致成像模糊,難以采集測量,一直是高溫尤其是超高溫硬度檢測的一個難點,也可以理解為在惡略情況下成像問題。f、硬度計與加熱器的配備:--- 對于相對溫度較低的(400度以下),有的采用硬度計配備單獨的高溫爐。材料首先在高溫爐里加熱,加熱好后在放置與小的保溫裝置內(nèi),然后放到硬度計上進行測量,對于此法,最重要的問題是溫度損失難以控制,很難達到理想的檢測目的。目前國際上比較認可的是一體式設計的高溫硬度計,有些發(fā)達國家利用激光定位技術,來進行高溫硬度測量,但價格十分昂貴,少則幾百萬,多則上千萬。
2、相互壓入法:---相互壓入法是將兩個同樣材料,按完全相同的尺寸制樣,并緊密的平行放在一起,施加試驗力,測量平面壓印寬度,通過單位面積上所受的負荷來確定材料高溫硬度。
3、一端平壓法:---是將被測材料制成120度夾角的圓錐試樣,垂直放置于耐熱基體(需高硬度),在要求溫度下加力,卸力后測量試樣被擠壓出來的平面尺寸,來計算單位面積內(nèi)所承受的力,從而確定材料高溫硬度。
一 簡介:
DHV-1000型顯微硬度計是光機電一體化的高新技術產(chǎn)品,該機器造型新穎,具有
良好的可靠性,可操作性和直觀性,是采用精密機械技術和光電技術的新型顯微維氏和努普硬度測試儀器。
該機采用計算機軟件編程,光學測量系統(tǒng)。通過軟鍵輸入,可選擇維氏和努氏硬度的測量、各種硬度之間的換算,能調(diào)節(jié)測量光源的強弱,能選擇保荷時間,在LCD顯示屏上能顯示試驗方法、試驗力、測量壓痕長度、硬度值、測量次數(shù),通過打印機輸出,RS-232接口與計算機連網(wǎng)。
硬度計適用于測定微小、薄形、表面滲鍍層試件的顯微硬度和測定玻璃、陶瓷、瑪
瑙、人造寶石等較脆而又硬材料的努普硬度。是科研機構(gòu)、企業(yè)及質(zhì)檢部門進行研究和檢測的理想的硬度測試儀器。
二、主要技術參數(shù)
試驗力: 0.01Kgf (0.098N)、0.025Kgf (0.245N)、0.05Kgf (0.49N)、
0.1Kgf (0.98N)、0.2Kgf (1.96N)、0.3Kgf (2.94N)、
0.5Kgf (4.90N)、1Kgf (9.80N)
試驗力施加方法: 自動加卸試驗力
測量顯微鏡放大倍率: 100×(觀察時)
400×(測量時)
試驗力保荷時間: 0~60s(根據(jù)需要任意輸入)
最小檢測單位每格: 0.5μm
試件最大高度:
壓頭中心到外壁距離:
主機重量: 約
電源: AC220V/50Hz
外型尺寸:(長×寬×高) (405×290×480)mm
三 儀器的安裝和調(diào)試
1 硬度計的工作條件
1.1 在室溫23±
1.2 在穩(wěn)固的基礎上水平安裝。
1.3 在無震動的環(huán)境中。
1.4 周圍無腐蝕性介質(zhì)。
1.5 室內(nèi)相對濕度不大于65%。
2 拆箱和安裝
2.1 拆去外包裝箱,取出硬度計主機和附件箱(圖1)。
2.2 將硬度計安放在專用工作臺上,拆去綁在主機上的紗帶。
2.3 從附件箱中取出水平螺釘(2)旋在主機底部。
2.4 卸去上蓋(12),旋去螺釘和防震螺釘共四個。
2.5 將變換手輪(18)旋至1kgf處。
2.6 卸去砝碼外殼端蓋,將砝碼軸和砝碼從附件箱中取出,將六只砝碼從小到大套裝
在砝碼軸上。安裝時應先擦凈砝碼軸和砝碼,不能使其沾上污物。
2.7 抓住砝碼軸頂部,將其放入砝碼外殼內(nèi),并轉(zhuǎn)動砝碼軸,使其橫銷置于V型槽內(nèi)
2.8 將端蓋上的孔對準砝碼軸,使其平服地裝在砝碼外殼上,旋緊2只M3螺釘。
2.9 轉(zhuǎn)動變換手輪(18),使砝碼外殼在定位糟內(nèi)上下靈活。然后蓋上上蓋(12)。
2.10拔出防塵蓋,將測微目鏡(9)從附件箱中取出,按(圖1)插入孔內(nèi),并插到底,其方向看(圖1)。目鏡(9)上的電線插頭插在主體右邊的圓插座(17)內(nèi)。
2.11將十字試臺(6)從附件箱中取出,將上面的防銹油擦干凈。將其的軸插入升降螺
桿(4)孔內(nèi),其方向看(圖1),并緊螺釘(5)。
2.12從附件箱中取出水平儀放在十字試臺(6)上,調(diào)節(jié)螺釘(2)使之水平。
3 操作面板功能介紹
標尺----------HV、HK的選擇
換算----------可對HRA、HRB、HRC、HRD、HRF、HV、HK、HBW、HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T進行硬度換算
D+、D- ------保荷時間的選擇
L+、L- -------燈亮度的選
返回-----------返回到前一界面
刪除-------------刪除當前測試數(shù)據(jù),每按一次,NO數(shù)字減少一次
清零-----------測試時對d1、d2清零
啟動-----------開始加載荷
4 硬度計的使用
4.1 插上電源,打開電源開關。屏幕上出現(xiàn)界面(圖4),這時可以修改數(shù)據(jù)。比如:標尺(HV、HK)選擇、換算選擇,保荷時間選擇、燈光亮暗選擇,按鍵可達到要求。
4.2轉(zhuǎn)動變換手輪(18),使試驗力符合選擇要求,變換手輪(18)的力值和屏幕上顯示的力值是一致的。旋動變換手輪(18)時,應小心緩慢地進行。在旋轉(zhuǎn)到最大力1kgf 時,轉(zhuǎn)動位置已經(jīng)到底,應反向轉(zhuǎn)動;轉(zhuǎn)到最小力值0.01kgf 時也應反向轉(zhuǎn)動。
4.3 10s是最常用的試驗力保持時間,也可根據(jù)需要按鍵D+或D-,每按一次變化1秒,“+”為加,“-”為減。
4.4 如視場光源太暗或太亮,可按鍵L+或L- 。
4.5 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤(21),使40×物鏡(22)處于前方位置(光學系統(tǒng)總放大倍率為400×,處于
測量狀態(tài))。
4.6 將標準試塊或試件放在十字試臺(6)上,轉(zhuǎn)動旋輪(3)使試臺上升,當試件離物
鏡(21)下端約
目鏡的視場內(nèi)出現(xiàn)明亮光斑,說明聚焦面即將到來,此時應緩慢微量上升或下降試臺,
直至目鏡中觀察到試樣表面清晰成像,這時聚焦過程完成。由于標準試塊表面非常光
潔,對初學者來說要尋找到試件表面是有一定困難,則你可以把試件翻過來(把粗糙
面朝上),待尋找到試樣表面后再翻回到測試面。
4.7 如果想觀察試樣表面上較大的視場范圍,可將10×物鏡(23)轉(zhuǎn)至前方位置,此事
光路系統(tǒng)總放大倍率為100×,處于觀察狀態(tài)。
注:當測試不規(guī)則的試件時,操作時要小心、防止壓頭碰擊試件而損壞壓頭。
4.8 將壓頭(7)轉(zhuǎn)至前方位置,要感覺到轉(zhuǎn)盤(21)已被定位,轉(zhuǎn)動時應小心緩慢地
進行,防止過快產(chǎn)生沖擊,此時壓頭頂端與聚焦好的試樣平面的距離約為0.3~0
4.9 按“啟動”鍵,此時施加試驗力(電機啟動),屏幕上出現(xiàn)LOAD表示加試驗力;DWELL
表示保持試驗力,“10、9、8……
束,屏幕上出現(xiàn)(圖5)等待測量。
注:電機在工作狀態(tài)時切不可再去移動試件,必須等待這次加卸荷結(jié)束后方可移動,否則會損壞儀器。
4.10 將40х物鏡(22)轉(zhuǎn)到前方,在目鏡(9)的視場內(nèi)可看到壓痕,根據(jù)自己的視
力稍微轉(zhuǎn)動升降旋輪(3),上下調(diào)節(jié)十字試臺(6)將其調(diào)到最清楚。如果目鏡內(nèi)的兩
根刻線較模糊時,可調(diào)節(jié)眼罩(10)使之最清晰,這以每個人的視力所定。
4.11在測微目鏡(9)的視場內(nèi)可看到壓痕,根據(jù)自己的視力稍微轉(zhuǎn)動升降旋輪(3),上下移動試臺(6)將其調(diào)到最清楚。如果目鏡內(nèi)的兩根刻線較模糊時,可調(diào)節(jié)眼罩(10)使之最清晰,這以每個人的視力所定。
4.12轉(zhuǎn)動右鼓輪(20),移動目鏡中的刻線,使兩刻線逐步靠攏,當刻線內(nèi)側(cè)無限接
近時(刻線內(nèi)側(cè)之間處于無光隙的臨界狀態(tài),但兩刻線決不能重疊)。
按“清零鍵”,這時主屏幕上的d1:數(shù)值為零,即為術語中的零位。這時就可在目鏡
中測量壓痕對角線長度。
4.13轉(zhuǎn)動右邊鼓輪(20)使刻線分開,然后移動左側(cè)鼓輪(16),使左邊的刻線移動,
當左邊刻線的內(nèi)側(cè)與壓痕的左邊外形交點相切時,再移動右邊刻線,使內(nèi)側(cè)與壓痕外
形交點相切(圖6)。
(圖6)
按下目鏡上測量按鈕(19),對角線長度d1的測量完成;轉(zhuǎn)動目鏡(9)90°, 以上
述的方法測量對角線長度d2,按下測量按鈕(19),這時屏幕顯示本次測量的示值和
所轉(zhuǎn)換的硬度示值,如果認為測量有誤差,可重復上述程序再次測量。
4.14第一次試驗結(jié)束,按照檢定規(guī)程要求,第一點壓痕不計數(shù),所以第二點壓痕的硬
度示值作為記入試驗次數(shù)中的第一次,此時屏幕顯示測量次數(shù)為N0:01。
4.15在當前幾次試驗后,其測試結(jié)果已經(jīng)儲存在儀器內(nèi)。按“打印”鍵可輸出測試結(jié)
果。
5 硬度計的調(diào)整和注意事項
5.1 在使用本儀器前應仔細閱讀使用說明書,詳細了解儀器操作步驟及使用注意事項,
避免由于使用不當而造成儀器損壞或發(fā)生人身安全事故。
5.2 儀器電器元件、開關、插座安裝位置嚴禁自行拆裝,如果擅自拆裝將可能出錯而
引發(fā)事故
5.3 本儀器試驗力正在加載或試驗力未卸除的情況下,嚴禁移動試件,否則會造成儀
器損壞。
5.4 儀器在測量狀態(tài)下,請不要施加試驗力,如不小心按“啟動”鍵,這時不能去動儀器的其它東西,只有等待試驗力施加完畢后,才能可去動。
5.5 金剛石壓頭
1) 壓頭(7)和壓頭軸是儀器非常重要的部分,因此在操作時要十分小心不能觸及壓頭。
2) 為了保證測試精度,壓頭應保證清潔,當沾上了油污或灰塵時可用脫脂綿沾上酒精(工業(yè)用)或乙醚,在壓頭頂尖處小心輕擦干凈。
5.6 測微目鏡
1) 由于各人的視差,觀察測微目鏡視場內(nèi)的刻線可能模糊,因此觀察者換人時,應先微量轉(zhuǎn)動目鏡上的眼罩(10),使觀察到視場內(nèi)的刻線清晰。
2)測微目鏡插在目鏡管內(nèi),要注意應插到底,不能留有間隙,否則會影響到測量的準確度,當測量壓痕對角線時,須測量其頂點,然后轉(zhuǎn)90°再測量另一對頂點。
5.7 試樣
1) 試樣表面必需清潔,如果表面沾有油脂和污物,則會影響測量準確性。在清潔試樣時,可用酒精或乙醚抹擦。
2) 當試樣為細絲、薄片或小件時,可分別用細絲夾持臺、薄片夾持臺及平口夾持臺夾
持,放在十字試臺上進行測試;如果試件很小無法夾持,則將試件鑲嵌拋光后再進行
試驗。
5.8努普硬度的測定
1)換壓頭
將主機上的保護套(8)旋下,用鐘表螺絲刀將壓頭(7)的固定螺釘旋松,取下壓頭,
換上努普壓頭。裝的時候認好方向,壓頭的紅點朝前,應使長棱線與試臺平行。
2)硬度測定
硬度測定方法與維氏基本相同,而努普硬度只需測定長的對角線即可,然后按數(shù)字鍵確
認,HK硬度值就可在顯示屏上顯示。
5.9經(jīng)驗參考
在測量維氏硬度時,只要試件條件允許,盡量使用大試驗力,測量相對比較準確。一般是硬材料用較大的試驗力;軟材料用較小的試驗力。
按照我們的習慣,壓痕對角線長度在50um左右時測量最方便,但也要考慮材料的厚度。
參考:材料厚度≥1.5×壓痕對角線長度
比如:材料厚度=
這就滿足:0.1≥1.5×0.066。
四 附件(裝箱單)
1 主機(包括顯微維氏壓頭一只,10×、40×物鏡各一只)
2 件箱
序號 名稱(規(guī)格) 數(shù)量
1 砝碼軸 1根
2 砝碼 6只
3 十字試臺 1只
4 薄片夾持臺 1只
5 平口夾持臺 1只
6 細絲夾持臺 1只
7 螺絲批 2把
8 調(diào)節(jié)螺釘 4只
9 小水平儀 1只
10 10×測微目鏡 1只
11 顯微維氏硬度塊:高、中 各1塊
12 備用保險絲(
13 電源線 1根
14 打印機紙 1份
15 產(chǎn)品合格證 1份
16 產(chǎn)品使用說明書 1份
五 特殊附件
特殊附件根據(jù)用戶需求配給定制的,我廠協(xié)助解決技術上的問題,其價格另與銷售科洽談。
1.努氏壓頭:配制努氏壓頭后,可對一些高硬度的材料進行測試。
2.可提供16×測微目鏡,總放大倍率為640×(16××40)。
3.可配備6.8英寸液晶顯示屏,所測壓痕在顯示屏上顯示并對其進行測量。
4.可配備圖象采集裝置,將壓痕清晰地顯示在電腦屏幕上進行自動或手動測量。