硬度測(cè)試對(duì)于驗(yàn)證嚴(yán)重磨損的陶瓷工件,特別是摩擦軸承、制動(dòng)盤(pán)和渦輪葉片的力學(xué)性能尤為重要。陶瓷常用的測(cè)試方法是小載荷下的維氏硬度法。同時(shí),由于陶瓷的壓痕深度和裂紋形成較小,努氏硬度法也將應(yīng)用于陶瓷涂層的硬度測(cè)試。
制備用于硬度測(cè)試的陶瓷樣品
光學(xué)硬度測(cè)試方法(如維氏和努氏)對(duì)于樣品的制樣效果十分敏感。大多數(shù)情況下陶瓷表面沒(méi)有規(guī)則的結(jié)構(gòu)。因此,材料表面的光潔度質(zhì)量很大程度上受材料晶粒尺寸以及幾何偏差的影響。
為了獲得一個(gè)適合于硬度測(cè)試的表面,建議使用精磨或者拋光來(lái)做表面處理,以降低硬度壓痕能在陶瓷表面清晰顯示的困難。由于陶瓷材料的特性,樣品表面很可能會(huì)很暗或者發(fā)黑,這使得在光學(xué)顯微鏡頭下進(jìn)行壓痕測(cè)量變得十分困難。
硬度測(cè)試的程序以及方法
維氏和努氏是經(jīng)典的也適用于1000HV以上的材料例如陶瓷的硬度測(cè)試程序。不過(guò)由于材料成分不同,陶瓷的硬度有時(shí)可能會(huì)接近2000HV。
挑戰(zhàn):
高硬度值導(dǎo)致的壓痕較小,難以識(shí)別,載荷較低(0.3~5kg)和高的放大倍率導(dǎo)致壓痕的識(shí)別度很低。材料表面很暗導(dǎo)致壓痕的清晰度很低,對(duì)于橫截面,需準(zhǔn)確地將測(cè)試點(diǎn)定位在涂層樣品的中心。
較低的載荷力和較差的測(cè)試表面,有可能會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)測(cè)量壓痕對(duì)角線時(shí)不準(zhǔn)確,需要手動(dòng)修正。此時(shí)如果光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)能夠提供良好對(duì)比度,可以提高自動(dòng)化水平、降低手動(dòng)修正的概率。
努氏測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì):
在相同的載荷下,努氏硬度的壓痕要比維氏更小、更淺,但是測(cè)量努氏壓痕長(zhǎng)方向?qū)蔷€會(huì)更容易一些。
KIC斷裂韌性測(cè)試模塊
測(cè)試材料的斷裂韌性時(shí),常規(guī)的做法是將樣品制備成規(guī)定的形狀,使用三點(diǎn)彎曲法。但是對(duì)于脆性較大的材料比如陶瓷,制備三點(diǎn)彎曲試樣的成功率較低,此時(shí)可考慮使用硬度法進(jìn)行斷裂韌性的測(cè)試。QATM硬度計(jì)上可選的KIC模塊可準(zhǔn)確測(cè)量壓痕裂紋長(zhǎng)度,由軟件自動(dòng)顯示KIC測(cè)量結(jié)果(基于如下的Shetty計(jì)算公式,也可按需求在軟件中加入其它公式算法),方便快捷。
QATM(Qness)Q10/30/60和Q150系列硬度計(jì)具有先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量,可簡(jiǎn)化對(duì)陶瓷材料樣品的日常硬度測(cè)試,甚至可以檢測(cè)帶有陶瓷涂層的零件-根據(jù)樣品表面的情況和放大倍率,在復(fù)雜的樣品表面情況下進(jìn)行測(cè)試時(shí),也能實(shí)現(xiàn)壓痕圖像的自動(dòng)識(shí)別。
Q10/30/60系列
試驗(yàn)力范圍從0.25g至62.5kg(維氏、努氏、布氏)
定位準(zhǔn)確
6位轉(zhuǎn)塔(可同時(shí)配備努氏和維氏壓頭)
Q150系列-Q150A或A+型常用于生產(chǎn)監(jiān)管
試驗(yàn)力范圍從1kg至250kg(適用維氏、努氏、布氏)
超堅(jiān)固,結(jié)構(gòu)緊湊
先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)可以提供更好的圖像質(zhì)量
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