顯微維氏硬度計(jì)工作原理與結(jié)構(gòu)特征
1.顯微維氏硬度計(jì)的工作原理：
硬度是一個(gè)重要的力學(xué)性能指標(biāo)，它能反映材料彈性和塑性變形的特性指標(biāo)。硬度測定時(shí)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(shí)，操作簡便，測量速度快，并且硬度與強(qiáng)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(qiáng)度極限值；硬度測定是用標(biāo)準(zhǔn)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。
顯微維氏硬度計(jì)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136º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(jì)和維氏硬度計(jì)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(shí)驗(yàn)力(載荷)壓入試樣表面，并經(jīng)過規(guī)定的保持時(shí)間(保荷)，然后卸除實(shí)驗(yàn)力(卸荷)后，在試樣表面殘留出一個(gè)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(shí)驗(yàn)力與壓痕表面積的比值。
φ角選擇136°是為了使維氏硬度得到一個(gè)成比例的并在較低硬度時(shí)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，較好的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
2.顯微硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)特征：
顯微硬度計(jì)由硬度計(jì)主機(jī)及測微目鏡和相關(guān)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(shù)據(jù)的采集等；硬度計(jì)主機(jī)則是完成目鏡與壓頭的切換，在確定的測試部位進(jìn)行施加載荷，完成平臺的移動(dòng)尋找像點(diǎn)等；相關(guān)附件主要是為了試件的夾持穩(wěn)固等
維氏硬度計(jì)是光機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，該機(jī)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(jī)械技術(shù)和光電技術(shù)的新型維氏和努普硬度測試儀器。
產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于測定微小、薄形試件、表面滲鍍層等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的材料的努氏硬度，是科研機(jī)構(gòu)、工廠及質(zhì)監(jiān)部門進(jìn)行材料研究和檢測的理想硬度測試儀器。適用范圍：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。配備努氏壓頭后能測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬材料的努氏硬度。
維氏硬度計(jì)故障檢測及排除方法：
一、加荷指示燈、測量顯微鏡燈不亮的故障：維修方法：首先檢查電源是否接好，然后檢查開關(guān)、燈泡等。如排除這些因素后還不亮，就要看看負(fù)荷是否全部加上或簧片開關(guān)是否正常。排除之后仍不正常，就必須從線路電路入手逐步排查。
二、測量顯微鏡內(nèi)渾濁，看不到或看不清壓痕的故障：維修方法：這應(yīng)從調(diào)整顯微鏡焦距和燈光入手，調(diào)整之后仍不清楚，則應(yīng)分別轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡和目鏡，并分別移動(dòng)鏡內(nèi)帶虛線、實(shí)線、刻線的三塊平鏡，仔細(xì)觀察問題出在哪一塊鏡面上，然后卸下，用長纖脫脂棉沾無水酒精擦洗干凈，按相反順序裝好后觀測，如仍未解決，則送修或更換測微顯微鏡。
三、壓痕不在視場內(nèi)或稍轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺，壓痕位置變化很大的故障：維修方法：出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭、測量顯微鏡、工作臺三者軸心不同造成的。由于壓頭固定在工作軸底端，因此按以下順序分別調(diào)整。①調(diào)整主軸下端的活動(dòng)間隙，以導(dǎo)向座下端面不直接接觸主軸錐面為準(zhǔn)；②調(diào)整轉(zhuǎn)軸側(cè)面螺釘使工作軸和主軸同軸心，調(diào)好后，在試塊上壓出一壓痕，觀察其在顯微鏡中位置，并記錄；③輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺保證試塊在工作臺上不移動(dòng)在顯微鏡下找出試塊上不轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)即為工作臺軸心;④稍松開升降絲桿壓板上的螺釘和底部螺絲，輕移整個(gè)升降絲桿，使工作臺軸心與測量顯微鏡中記下壓痕的位置重合，然后固緊壓板螺釘和調(diào)整螺絲，壓出一壓痕相互對照。重復(fù)以上步驟，直至完全重合為止。
四、維氏硬度計(jì)測量精度不準(zhǔn)確；硬度計(jì)屬力學(xué)儀器，由于其它的原因讓機(jī)器搬動(dòng)到別處使用，有可能會導(dǎo)致測量的結(jié)果與實(shí)際值出現(xiàn)偏差，在移動(dòng)硬度計(jì)后，我們要檢查硬度計(jì)的所有砝碼是不是以位，查看機(jī)器與臺面是否水平，不要有太大的偏移。
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