HV-1000顯微硬度計功能特點

特別適合于測定金屬零件表面滲碳滲氮層及薄小零件的顯微硬度檢測，選配努氏壓頭可做努氏硬度試驗。

熱處理、碳化、淬火硬化層，表面覆層，鋼，有色金屬和微小及薄形零件等。

測量范圍:5-3000HV

試驗力:0.09807、0.2452、0.4904、0.9807、1.961、2.942、4.904、9.807牛頓(10、25、50、100、200、300、500、1000克力)

測量系統(tǒng)放大倍數(shù):500倍、125倍

測量精度:0.125微米

試件允許最大高度:75毫米

壓頭中心至機壁距離:100毫米

電源:交流220伏，50Hz

外形尺寸:340 x 160 x 375毫米

重量:約40千克

座標試臺:1個 平口鉗:1個

金剛石角錐壓頭:1只 大V形塊:1個

標準顯微硬度塊:2塊 小V形塊:1個

打印機:1個 薄板試臺:1個

細軸試臺:1個 電子計算器:1個

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(diào)平角等構(gòu)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(shù)據(jù)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(guān)附件主要是為了試件的夾持穩(wěn)固等。

下面以MC010-HVST-1000ZA舉例來說明顯微硬度計的構(gòu)造:

MC010-HVST-1000ZA顯微硬度計主要由圖像處理系統(tǒng)、機身、自動塔臺控制系統(tǒng)、測微光學(xué)系統(tǒng)、大三通系統(tǒng)、加卸載機構(gòu)、自動運動控制系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、顯示模塊及電路模塊等。如下圖示:

3.2.1圖像處理系統(tǒng)

高端的圖像處理系統(tǒng)采用最新光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)，通過大三通系統(tǒng)完美的與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相結(jié)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(shè)計概念的機體，呈現(xiàn)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(tǒng)

采用高精度的電氣控制技術(shù)，配合一體化的塔臺運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，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(zhuǎn)輕松自如。

3.2.4測微光學(xué)系統(tǒng)

超大視野的目鏡，超大行程的十字平臺移動結(jié)構(gòu)，精準的光學(xué)系統(tǒng)，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(tǒng)

自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大三通系統(tǒng)，直接定位于塔臺基板上，配合一體化的照明系統(tǒng)，能夠完美的與圖像處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、塔臺控制系統(tǒng)及測微光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)了高精度定位、一體化設(shè)計及即時的升級擴展等現(xiàn)代儀器設(shè)計理念。

3.2.6加卸載機構(gòu)

垂直導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的加卸荷系統(tǒng)。

3.2.7自動運動控制系統(tǒng)

行程重復(fù)性高達2um的精度，可在行程范圍內(nèi)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(gòu)，不僅僅實現(xiàn)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(jié)顯微硬度計的使用與操作

2.1顯微硬度計技術(shù)參數(shù)

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(shù):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(nèi)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(shù)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;

硬度是一個重要的力學(xué)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(guān)系，根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)材料抵抗塑性變形的能力，肖氏硬度則表現(xiàn)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(lǐng)域內(nèi)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(jīng)過規(guī)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。

上圖為正四棱錐金剛石壓頭

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;D為壓痕兩對角線長度;HV=顯微維氏硬度值。

公式的推導(dǎo):

則 ，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(guī)定0.25<d/D<0.5，最理想的d/D值是0.375, φ=44°,與此相對應(yīng)的金剛石正四棱錐的兩以面間夾角就是180°-44°=136°。

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(dǎo):

式中:F單位:g;L單位:um。