广州陶瓷制品硬度检测
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由于陶瓷材料结构复杂,且性质硬而脆,塑性形变小。故常用硬度表示方法有维氏硬度、努普硬度和洛氏硬度。它们都是通过压入陶瓷表面而测得陶瓷的硬度。测定方法及优缺点对比如下表1。
表1几种常用的陶瓷硬度测定方法
名称 |
维氏硬度(HV) |
努普硬度(HK) |
洛氏硬度(HRA) |
压头 |
金刚石正四棱锥体,夹角136° |
金刚石四棱锥体,两长棱夹角172°,短棱夹角130°,底面为棱形。 |
金刚石圆锥体,圆锥角120°,顶端球面半径为0.2mm |
荷重 |
10-100g |
10-200g |
基准荷重10Kg,总荷重70Kg |
荷重时间 |
30s |
30s |
基准荷重9s,总荷重10s |
所测数据 |
压痕对角线长度,算出压痕表面积 |
压痕对角线长度,算出投影面积 |
压痕深度之差h |
计算公式 |
HV=1.854P/d2HV- 维氏硬度(Kg/mm2)P-荷重(Kg)d-对角线长(mm) |
HK=14.23P/L2HK- 努普硬度(Kg/mm2)P-荷重(Kg)d-对角线长(mm) |
HRA=100-hghg-h 除以0.002mm的当量 |
特点 |
①
荷重小,可测定细小的试样压痕小
|
①
同上
|
① 荷重较大,只能对相对大的试样进行测定。②误差小。测量效率高。③对试样破坏性大。 |
测量精度 |
较低 |
较高 |
较高 |
试样要求 |
为使压痕清晰,易于测定,试样表面须先研磨抛光 |
同上 |
试样表面不需研磨抛光。但试样两面要相互平行,表面粗糙度要足够小。 |
对于较硬的材料(如95瓷、SiC等),用得较多的是洛氏硬度,并且它的精度高,误差小。但是它的标尺多,共有A、B、C、D、E、F、G、H、K九种。硬度之间的换算较难,也没有统一的标准,下面就探讨一下洛氏硬度。
GB/T230-91是金属洛氏硬度的试验方法的标准,也适用于陶瓷材料。各种标尺相应的压头类型和总试验力,见下表2。
表2 洛氏硬度标尺
压头类型 |
总试验力F(N) |
|||
1471 |
980.7 |
588.4 |
||
金刚石圆锥 |
C |
D |
A |
|
钢球(mm) |
d=1.5875 |
G |
B |
F |
d=3.175 |
K |
E |
H |
陶瓷材料一般以HRA为主(适用范围20-88),较硬可用HRC为标尺(适用范围20-70),洛氏硬度是根据压痕深度计算硬度值。