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維氏硬度計精度因素的誤差分析

維氏硬度計精度因素的誤差分析：

一、影響維氏硬度計精度的因素
理論分析和試驗結果表明，維氏硬度值與下列因素有關：

1、試驗力：硬度值大小與試驗力大小、試驗力方向、試驗力保持時間極其施加速度有關。

2、壓頭：硬度值與金剛石壓頭兩相對面夾角、橫刃及其四棱錐體的表面粗糙度等均有關。當壓頭頂端不是一個點而是一條線時，稱這條線為壓頭橫刃。

3、試樣：硬度值與試樣材質、形狀和表面粗糙度、壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離以及試樣溫度等均有關。
二、維氏硬度計試驗誤差分析
2.1-壓痕對角線長度測量不準確引起的硬度測量誤差
-----當壓痕對角線長度測量大了，硬度測得值較硬度真值低；反之，當壓痕對角線長度測量小了，硬度測得值較硬度真值高。壓痕對角線越長，則硬度測量相對誤差越小。因此當試驗條件允許時，應盡量選用較大的試驗力，以便能得到較大的壓痕，減少硬度測量相對誤差。

2.2- 試驗力偏離標準值引起的硬度測量誤差
-----試驗力較標準值偏大時，硬度測得值較硬度真值低；反之，試驗力較標準值偏小時，硬度測得值較硬度真值高
JJG151-1991《金屬維氏硬度計檢定規程》規定：維氏硬度計試驗力允許誤差為±1.0%。
JJG260-1991《顯微硬度計檢定規程》規定：對于≤0.9807N的試驗力允差為±2.0%，＞0.9807N的試驗力允差為±1.5%，≥1.961N的試驗力允差為±1.0%。

2.3- 試驗力不垂直于試樣表面引起的硬度測量誤差
-----排除壓頭的因素，只要測量壓痕兩條對角線長度并取其平均值來計算硬度值，此種因素引起的硬度測量誤差很微小。

2.4 試驗力保持時間偏離標準值引起的硬度測量誤差
-----隨著試驗力保持時間的增加，硬度值降低；當試驗力保持一段時間后，硬度值變化趨緩。
檢定規程規定：試驗力保持時間為10~15s。

2.5- 試驗力施加速度引起的硬度測量誤差
-----隨著試驗力施加速度的增加，硬度值降低。
JJG151-1991《金屬維氏硬度計檢定規程》規定：維氏硬度計施加試驗力速度應為0.15~0.25mm/s或用壓入時間表示應為2~5s。
JJG260-1991《顯微硬度計檢定規程》規定：顯微硬度計施加試驗力速度應為0.02~0.07mm/s。

2.6- 金剛石壓頭兩相對面夾角偏離標準值引起的硬度測量誤差夾角α偏大，硬度測得值較硬度真值偏低。
-----JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規程》規定：金剛石棱錐體相對兩棱面夾角，維氏壓頭應為136±0.5°；小負荷和顯微維氏壓頭應為136±0.25°。

2.7- 壓頭橫刃引起的硬度測量誤差
-----由于壓頭有橫刃，壓痕變成長方形，使測得的壓痕對角線長度增加，硬度值降低，帶來負的硬度測量誤差。在顯微硬度試驗范圍內，壓頭橫刃的影響非常大。
JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規程》規定：金剛石棱錐體壓頭頂端橫刃長度，維氏壓頭應不大于2um；小負荷和顯微維氏壓頭應不大于1um。

2.8- 金剛石壓頭表面粗糙度不符合規定引起的硬度測量誤差
-----壓頭表面粗糙度增加，壓頭壓入阻力增加，使硬度值升高。
JJG334-1993《金剛石壓頭檢定規程》規定：金剛石壓頭表面粗糙度，RZ≤0.1um。

2.9- 試樣材質不同引起的硬度測量誤差
-----試驗結果表明，不同材質壓痕形狀不同，對壓痕對角線真實的判斷造成困難，因此帶來硬度測量誤差。

2.10- 試樣表面粗糙度不符合規定引起的硬度測量誤差
試樣表面粗糙度越小，壓痕邊緣越清晰，則壓痕對角線長度的測量越穩定，因而能得到較準確、穩定的硬度值。

2.11- 試樣形狀不符合規定引起的硬度測量誤差
-----試樣厚度減小到一定程度，將使硬度值降低。試樣表面不是平面時，硬度值隨著試樣曲面直徑的變化而變化。
GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗第1部分：試驗方法》規定：試樣或試驗層厚度至少應為壓痕對角線長度的1.5倍，試驗后試樣背面不應出現可見變形痕跡；對于在曲面試樣上試驗的結果，應使用修正系數表進行修正；對于小截面或外形不規則的試樣，可將試樣鑲嵌或使用專用支承臺進行試驗。

2.12- 壓痕間和壓痕到試樣邊緣間距離不符合要求引起的硬度測量誤差
-----壓痕間距離太近，將使硬度值升高；壓痕到試樣邊緣間距離太近，將使硬度值降低。
GB/T4340.1-1999《金屬維氏硬度試驗第1部分：試驗方法》規定：任一壓痕中心距試樣邊緣距離，對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的2.5倍，對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的3倍；兩相鄰壓痕中心之間距離，對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的3倍，對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的6倍，如果兩相鄰壓痕大小不同，應以較大壓痕確定壓痕間距。

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