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德國EPK硬度計(jì)的正確使用辦法

更新時(shí)間:2019-09-27  |  點(diǎn)擊率:1711
     德國EPK硬度是材料機(jī)械性能重要指標(biāo)之一,而硬度試驗(yàn)是判斷材料或產(chǎn)品零件質(zhì)量的一種手段。所謂硬度,就是材料在一定條件下抵抗另一本身不發(fā)生殘余變形物體壓入能力。抵抗能力愈大,則硬度愈高,反之則硬度愈低。在機(jī)械性能試驗(yàn)中,測量硬度是一種容易、經(jīng)濟(jì)、迅速的方法,也是生產(chǎn)過程中檢查產(chǎn)品質(zhì)量的措施之一,由于金屬等材料硬度與其他機(jī)械性能有相互對應(yīng)關(guān)系,因此,大多數(shù)金屬材料可通過測定硬度近似地推算出其他機(jī)械性能,如強(qiáng)度、疲勞、蠕變、磨損和內(nèi)損等。所以德國EPK硬度計(jì)被廣為應(yīng)用。


 

德國EPK硬度計(jì)
 

    一、德國EPK硬度計(jì)工作原理和組成
 
    顯微硬度計(jì)是近年來常用測量硬度的設(shè)備。測量硬度是通過升降顯微硬度計(jì)的調(diào)焦機(jī)構(gòu)、測量顯微鏡、加荷機(jī)構(gòu),正確選擇負(fù)荷、加荷速度進(jìn)行全自動(dòng)加卸試驗(yàn)力及正確控制試驗(yàn)力保持時(shí)間,通過顯微硬度計(jì)光學(xué)放大,測出在一定試驗(yàn)力下金剛石角錐體壓頭壓入被測物后所殘留壓痕的對角線長度,來求出被測物硬度值。
 
    二、德國EPK硬度計(jì)的正確使用
 
    由于顯微硬度試驗(yàn)往往是對很小的試樣(如針尖),或試樣上很小的特定部位(如金相組織)進(jìn)行硬度測定,而這些情況難以用人眼來進(jìn)行觀察和判定,而且顯微硬度試驗(yàn)后所得壓痕非常小,這也是難以人眼來尋找,更不用說進(jìn)行壓痕對角線長度的測量,所以非得用顯微鏡才能進(jìn)行工作。正確使用顯微硬度計(jì),除了正確選擇負(fù)荷、加荷速度、保荷時(shí)間外,測量顯微鏡使用的正確與否是十分重要的?,F(xiàn)就如何正確使用顯微硬度計(jì)作簡要介紹。
 
    1、負(fù)荷的選擇
 
    為確切得到被測對象的真實(shí)硬度,必須選擇恰當(dāng)負(fù)荷。選擇負(fù)荷應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則:
 
    a、在測定薄片或表面層硬度時(shí),要根據(jù)壓頭壓入深度和試件或表面層厚度選擇負(fù)荷。因?yàn)橐话阍嚰虮砻鎸雍穸仁侵赖?,而被測部位硬度或硬度范圍也應(yīng)是可知道的,基于壓頭壓入試樣時(shí)擠壓應(yīng)力在深度上涉及范圍接近于壓入深度的10倍,為避免底層硬度的影響,壓頭壓入深度應(yīng)小于試件或表面層的十分之一。
 
    b、對試樣剖面測定硬度時(shí),應(yīng)根據(jù)壓痕對角線長度和剖面寬度選擇負(fù)荷?;趬侯^壓入試樣時(shí)產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力區(qū)域大可從壓痕中心擴(kuò)展到4倍對角線的距離。為避免相鄰區(qū)域不同硬度或空間對被測部位硬度影響,所以壓痕中心離開邊緣的距離應(yīng)不小于壓痕對角線長度的2.5倍,即壓痕對角線長度為試件或表面層剖面寬度的五分之一。
 
    c、當(dāng)測定晶粒、相、類雜物等時(shí),應(yīng)遵守以上兩個(gè)原則來選擇負(fù)荷,壓頭壓入深度不大于其厚度的1/10,壓痕的對角線長度應(yīng)不大于其面積的1/5。
 
    d、測定試件(零件、表面層、材料)平均硬度時(shí),在試件表面尺寸及厚度允許的前提下,應(yīng)盡量選擇大負(fù)荷,以免試件材料組織硬度不均勻影響試件硬度測定的正確性。
 
    e、為保證測量度,在情況允許時(shí),應(yīng)選擇大負(fù)荷,一般應(yīng)使壓痕對角線長度大于20μm。
 
    f、考慮到試件表面冷加工時(shí)產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力硬化層的影響,在選擇負(fù)荷時(shí)應(yīng)在情況許可的情況下選擇大負(fù)荷。
 
    2、測量德國EPK硬度計(jì)的正確使用
 
    a. 尋找像平面
 
    (1)針尖試樣應(yīng)采用“光點(diǎn)找像法”。
 
    一般德國EPK硬度計(jì)測量顯微鏡物方視場只有0.25~0.35mm,在此視場范圍外區(qū)域,在測量顯微鏡目鏡視場內(nèi),眼睛是看不見的。而針尖類試樣往往小于0.1mm,所以在安裝調(diào)節(jié)試樣時(shí),很難把此調(diào)節(jié)在視場內(nèi);如果此在視場周圍而不在視場內(nèi),則在升降工作臺進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)不小心就會(huì)把物鏡鏡片,即使物鏡,找像也很困難,為解決這個(gè)問題,提出“光點(diǎn)找像法”方法。
 
    開啟測量顯微鏡的照明燈泡,這時(shí)在物鏡下面工作臺上就有一個(gè)圓光斑,把針尖試樣垂直于工作臺安裝在此光斑的中心,升高工作臺,使此針尖的離開物鏡約1mm,這時(shí)眼睛觀察部位,調(diào)節(jié)工作臺上的兩個(gè)測微絲桿,使物鏡下照明光點(diǎn)在前后左右對稱分布在此上(這一步驟必須仔細(xì)),隨后緩慢調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu),這時(shí)在目鏡視場中即會(huì)看到一個(gè)光亮點(diǎn),這就是此上的反射光點(diǎn),再進(jìn)一步調(diào)節(jié)升降即可找到此針尖的像。
 
    (2)表面光潔度很高的試樣(如顯微硬度塊)應(yīng)采用邊緣找像法
 
    德國EPK硬度計(jì)試樣表面光潔度一般都是很高的,往往是鏡面,表面上沒有明顯觀察特征,而顯微硬度計(jì)中所有高倍測量顯微鏡的景深都是非常小的,只有1~2μm,所以在調(diào)焦找像平面時(shí),對于缺乏經(jīng)驗(yàn)的操作者是很困難的,甚至?xí)鰤奈镧R,所以操作者有的留用表面殘留痕跡來找像平面,但有時(shí)往往無殘留痕跡時(shí),建議采用邊緣找像法。即按上述同樣方法使用照明光點(diǎn)(約為0.5~1mm)的中心對準(zhǔn)試樣表面輪廓邊緣,則在目鏡視場內(nèi)看到半亮半暗的交界處即為此輪廓邊緣,隨后進(jìn)一步調(diào)節(jié)升降即可找到此表面邊緣的像。
 
    b. 調(diào)節(jié)照明
 
    為防止傾斜照明對壓痕對角線長度測量度的影響,要調(diào)節(jié)照明光源,使壓痕處在視場中心時(shí)按兩對角線區(qū)域分的四個(gè)區(qū)間亮度一致,通過觀察測微目鏡視場內(nèi)壓痕像的清晰程度,可將照明光源經(jīng)上、下、前、后、左、右方向稍稍移動(dòng),直至觀察到壓痕像明亮,沒有陰影為止;移動(dòng)工作臺微分筒將壓痕像前、后、左、右移動(dòng),測微目鏡視場內(nèi)均應(yīng)明亮,沒有陰影的壓痕像為好。
 
    c. 視度歸正
 
    我們知道測量顯微鏡測壓痕時(shí),是把壓痕經(jīng)物鏡放大后,成像在目鏡前分劃板上,進(jìn)行瞄準(zhǔn)測量。由于人眼視差異(如正常眼、近視眼、遠(yuǎn)視眼),作為放大鏡作用的目鏡必須放在各種不同位置,才能對分劃板的刻線作清楚觀察(即刻線這時(shí)為“細(xì)”),這個(gè)步驟(調(diào)節(jié)目鏡相對于分劃板距離)稱為視度歸正,不然會(huì)影響測量正確性。
 
    d. 壓痕位置的校正
 
    通過試驗(yàn)力載荷在測微目鏡視場看到的壓痕像,若其偏移視場中心較大,則需要進(jìn)行壓痕位置校正,通過物鏡座幾個(gè)調(diào)整螺釘反復(fù)調(diào)整,直到在測微目鏡視場內(nèi)壓痕像居中為止,(調(diào)整幾個(gè)螺釘時(shí)不要移動(dòng)工作臺)并相互鎖緊。
 
    e. 調(diào)焦
 
    為找到正確成像位置,應(yīng)注意要調(diào)節(jié)使壓痕邊緣清晰,而不是壓痕對角線或?qū)蔷€交點(diǎn)清晰。我們需要測量的是這個(gè)四棱角錐體坑表面棱形的對角線長度。為幫助操作者掌握這一步驟,這里提出“視差判別法”,當(dāng)用分劃板刻線或十字交點(diǎn)對準(zhǔn)壓痕對角線時(shí),人眼相對于目鏡左右移動(dòng),這時(shí)如調(diào)焦不正確,即壓痕邊緣象不*落在分劃板上,則會(huì)發(fā)現(xiàn)此邊緣相對于分劃線會(huì)左右移動(dòng)。這說明調(diào)焦不正確,如人眼相對目鏡的位置不一致,則一定存在測量誤差,此時(shí)應(yīng)進(jìn)一步調(diào)焦,直至此邊緣相對分劃線在人眼晃動(dòng)時(shí)無相對位置才為正確。
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