顯微硬度計的特點
1.2.1試驗力小,對薄形樣品或涂層均可測試;
1.2.2壓痕小,可認為無損檢測,同時可在極小范圍內進行多點測試;
1.2.3全新浮點計算方法,使測試結果與理論結果完全一致;
1.2.4超大屏幕,顯示清晰度高,完全中文操作系統,使用方便快捷;
1.2.5全新大三通光路系統,接近100%完全光吸收;
1.2.6物鏡(壓頭)-塔臺基板-光學系統-照明四者一體化結構設計,幾乎做到了100%完美光學系統;
1.2.7主機硬件及軟件采用預留端口設置,部分功能升級只需輕松撥碼即可實現,使后續升級服務更加完美貼切;
1.2.8采用高端的圖形圖像處理技術與數據處理技術,圖像壓痕清晰,測試精度高;
1.2.9高精度的電機控制技術,讓塔臺轉換更加輕松自如;
1.2.10可選擇控制的塔臺轉動步數,讓塔臺定位更加精準;
1.2.11可調的加卸載系統,讓操作人員可輕松的完成多次測試;
1.2.12可0-100%無級調節的照明系統,減輕了操作人員的視覺疲勞,同時自動控制的照明系統還可完成自動關閉與啟動;
1.2.13高級存儲系統可以隨時記憶測試結果,避免斷電帶來的數據丟失,高級時鐘控制系統,讓時間更加明了;
1.2.14高精度的升降軸讓機器運行更加平穩舒適;
1.2.15穩定的機械結構設計,使機器的使用壽命更長。
1.2.16垂直導軌結構的加卸荷系統,讓加卸荷均在一個面上實現,保證了砝碼施加實驗力的穩定性,避免了凸輪式結構的在水平和垂直兩個方向上施加力帶來的不穩定現象。
1.3顯微硬度計工作條件
顯微硬度計應工作在溫度20℃±8℃范圍內,濕度應保持在≤70%范圍內,嚴禁在滴水或者塵土的環境中使用,更不能在腐蝕氣體和輻射的環境中使用。顯微硬度計應固定在固定位置,不適宜經常搬運或攜帶使用。 2.顯微硬度計技術特征
2.1顯微硬度計技術參數
2.1.1試驗力:0.098N、0.245N、0.490N、0.981N、1.961N、2.942N、4.903N、9.807N,即:10gf、25gf、50gf、100gf、200gf、300gf、500gf、1000gf;
2.1.2施加試驗力速度:0.05mm/s,自動加卸載試驗力;
2.1.3目鏡倍率:10X;
2.1.4物鏡倍率:10X(觀察)、40X(測量);
2.1.5壓痕范圍:最大壓痕測量長度250mm,最小壓痕測量長度0.1um;
2.1.6硬度測量范圍:最大硬度值9999.9,最小硬度值0.001;
2.1.7測試儲存次數:99次;
2.1.8試驗力保荷時間:0-99秒;
2.1.9試件最大高度:85mm;
2.1.10壓頭中心到內壁距離:110mm;
2.1.11最小檢測單位:0.025um;
2.1.12試臺尺寸:110X100mm,試臺移動范圍30X30mm,最小讀數0.01mm;
2.1.13光路切換方式:目鏡與CCD攝影同時觀看測試;
2.1.14電源:220V,50/60Hz;
2.1.15主機重量:毛重50kg;
2.1.16儀器外形尺寸:460X430X200mm;
2.2顯微硬度計組成
顯微硬度計由主機、測微目鏡、各種試臺、標準硬度塊、各種壓頭、物鏡、調平角等構成。
3.顯微硬度計工作原理與結構特征
3.1顯微硬度計的工作原理
硬度是一個重要的力學性能指標,它能反映材料彈性和塑性變形的特性指標。硬度測定時試樣制備簡單,試樣基本不被破壞,接近無損檢測,在不同尺寸與形狀的試樣上測定時,操作簡便,測量速度快,并且硬度與強度之間有著相似的換算關系,根據硬度值能夠得出近似的強度極限值;硬度測定是用標準形狀和尺寸的較硬物體在一定壓力下接觸材料表面,測定材料在變形過程中表現出來的抗力,稱為硬度測試。用不同的載荷施加力的方法所得到的硬度是表現材料抵抗塑性變形的能力,肖氏硬度則表現了材料抵抗彈性變形的能力;日常中我們把載荷大于1kg測試力的稱為宏觀硬度,它主要用于較大的試件,希望通過硬度測試能夠反映材料的宏觀性能;載荷小于1kg測試力的稱為微觀硬度,它主要用于小而薄的試件,希望反映出微小領域內的材料性能,如顯微組織的相硬度、材料的表面硬度。
顯微硬度的測試原理基本和維氏硬度測試相同,所不同的是壓頭采用的是兩對面夾角為136°;底面為正方形的正四棱錐金剛石壓頭和一徑角為 ,橫斷角為 的金剛石錐形壓頭,即:克努普金剛石壓頭(入下圖)。顯微硬度計和維氏硬度計所用的載荷分別為:1kg、2kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等,常用的為1kg、2kg、5kg、10kg、30kg、50kg。載荷的大小主要取決于試件的厚度。測試的最終硬度是通過壓痕單位面積上所能承受的載荷來表示的。將選定的固定實驗力(載荷)壓入試樣表面,并經過規定的保持時間(保荷),然后卸除實驗力(卸荷)后,在試樣表面殘留出一個底面為正方形的正四棱錐或克努普壓痕,通過測微目鏡測量其對角線的長度,得到壓痕的面積,顯微硬度值就是實驗力與壓痕表面積的比值。
采用正四棱錐金剛石壓頭的計算公式如下:
式中:F=所施加的載荷,單位為N;
S=壓痕在試樣上的表面積;
為壓痕兩對角線長度;
HV=顯微維氏硬度值。
公式的推導:式中:F單位:g;d單位:um。
φ角選擇136°是為了使維氏硬度得到一個成比例的并在較低硬度時與布氏硬度基本一致的硬度值。在布氏測試法臺規定0.25 采用克努普金剛石壓頭的計算公式如下: 此時壓痕的長對角線與短對角線的長度之比是7.11。硬度值為: 式中F單位:N d 為長對角線,單位:mm 公式的推導: 式中:F單位:g;L單位:um。 下面以MC010-HVST-1000ZA舉例來說明顯微硬度計的構造: MC010-HVST-1000ZA顯微硬度計主要由圖像處理系統、機身、自動塔臺控制系統、測微光學系統、大三通系統、加卸載機構、自動運動控制系統、升降系統、數據處理系統、顯示模塊及電路模塊等。如下圖示: 3.2.1圖像處理系統 高端的圖像處理系統采用最新光學技術與電子技術,通過大三通系統完美的與數據處理系統相結合,使壓痕的測試及觀察清晰準確,大大提高了測試精度。 3.2.2機身 世界主流設計概念的機體,呈現出精美的輪廓,高級的烤漆工藝讓機身持久光亮如新。 3.2.3自動塔臺控制系統 采用高精度的電氣控制技術,配合一體化的塔臺運轉系統,即保證了物鏡與壓頭的準確切換,同時也提高了定位精度,使塔臺運轉輕松自如。 3.2.4測微光學系統 超大視野的目鏡,超大行程的十字平臺移動結構,精準的光學系統,讓操作人員能夠輕松舒適的完成找基準、定位、選像及測量整個過程。 3.2.5大三通系統 自主知識產權的新一代大三通系統,直接定位于塔臺基板上,配合一體化的照明系統,能夠完美的與圖像處理系統、數據處理系統、塔臺控制系統及測微光學系統結合,實現了高精度定位、一體化設計及即時的升級擴展等現代儀器設計理念。 3.2.6加卸載機構 垂直導軌結構的加卸荷系統,讓加卸荷均在一個面上實現,保證了砝碼施加實驗力的穩定性,避免了凸輪式結構的在水平和垂直兩個方向上施加力帶來的不穩定現象。 3.2.7自動運動控制系統(選購) 行程重復性高達2um的精度,可在行程范圍內自由運動的控制方式,直接通過電腦控制的高精度載物臺機構,不僅僅實現了操作的便利性,同時也為精密尺寸測量(如涂鍍層厚度、金相分析及硬度梯度等)及金屬結構組織分析提供了更精準的分析手段。 3.2.8升降系統 利用高超的精研技術,使同軸度高達3um的升降軸機構,能夠完成極其微小而薄的試件的精密測試,同時也提高了運動的平穩性以及操作的舒適性。 3.2.9數據處理系統 簡單易懂的數據處理系統,通過圖像處理系統的緊密配合,能夠在電腦中清晰無誤的采集壓痕,輕松的完成硬度測試。如果配合自動運動控制系統,數據處理系統還能完成定尺寸的自動硬度測試,通過多次打壓,精準的完成硬度測試曲線等。 3.2.10顯示模塊 觸摸式的操作手段(只有第七代硬度計可配)或超大的數顯全中文液晶顯示器,讓初學者也能很快完成簡單的硬度測試工作。 3.2.11電路模塊 公司采用最新電子技術開發的電路控制模塊,具有可持續升級功能,能夠通過簡單的控制按鈕完成包括廁微目鏡、塔臺、自動化<
3.2顯微硬度計的結構特征
顯微硬度計由硬度計主機及測微目鏡和相關附件組成。測微目鏡是用來觀察金相或顯微組織,確定測試部位,測量對角線長度,數據的采集等;硬度計主機則是完成目鏡與壓頭的切換,在確定的測試部位進行施加載荷,完成平臺的移動尋找像點等;相關附件主要是為了試件的夾持穩固等。