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仪器化压入法VS传统硬度计测量材料硬度及模量

unht

2011/12/31

试验机/硬度计

仪器化压入法VS传统硬度计测量材料

硬度及模量

先举个例子，看仪器化压入法师如何测量材料硬度的

这是一个非晶带的加载卸载曲线

咱们看看它的压痕如何

测量参数为：

§ 仪器可根据加载卸载曲线直接算出其材料的显微硬度、弹性模量等

§ 模量EIT=121.86GPa

§ 显微硬度HIT=6.7352GPa

§ HV=623.76

§ Fmax=20.1mN

§ Hmax=401.12nm

§ S=0.2417mN/nm

§ Hc=340.07nm

§ Hp=245.85nm

下面看看传统硬度计

--- 传统硬度测试方法

1. 高载荷静载力

通过已知几何形状的压头加载

2. 残留压痕面积

通过金相显微镜测量与计算

局限性

Ø 金相观测：

如果载荷过低，压痕将难以在金相显微镜下观测

Ø 测试结果：

只能获得材料硬度，无法测量材料弹性模量

Ø 应用：

仅限于大体积块状材料，或厚薄膜材料

--- 仪器化压入测试

什么是仪器化压入测试?

§ 压入测试过程中压入深度h与载荷F可以实时测量

§ 可同时获取材料的硬度与弹性模量信息

---仪器化压入原理

---载荷－位移曲线

§ 载荷与位移在加载－卸载过程中实时动态测量

§ 硬度与弹性模量可以直接从载荷－位移曲线自动计算

---测量压入硬度Hit

§ 最大载荷Fm可由曲线最高点纵坐标直接测量

§ 压痕投影面积Ap 可由压入深度计算

---弹性模量测量

• 弹性模量 EIT 由接触刚度S计算 (卸载曲线顶端的斜率)

如何计算Ap !

--- Ap 与压头针尖校准

§ 理想的金字塔形或圆锥形压头：

(C0 为常数，维氏压头为24.5)

---实际压头是需要校准的,实际压头的尖端是平的

→针尖校准

---因为材料存在下陷效应，所以投

影面积Ap不能用最大深度hm计

算，所以Ap 由 hc计算得出

在举个Cu的例子，如下

Cu的加载卸载曲线如图

测得其参数为

§ 仪器可根据加载卸载曲线直接算出其材料的显微硬度、弹性模量等

§ 模量EIT=154.110GPa

§ 显微硬度HIT=2.041GPa

§ HV=189.058

§ Fmax=3.012mN

§ S=0.209mN/nm

§ Hc=249.882nm

§ Hp=236.095nm

分
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社区=冬季=

第1楼2011/12/31

看着有点抽象~~

0

donnering

第2楼2012/01/03

有点深奥，能不能再详细点？

0

unht

第3楼2012/01/05

已经比较详细了吧，纳米压入法对传统硬度计通俗的说就是根据既定条件计算机自动得出压痕深度、宽度等，然后得出硬度、模量等需要的结果。当然显微镜下看不到压痕的一样可以通过加载卸载曲线精确得出各种结果。

0

nami11

第6楼2012/01/05

仪器化压入法VS传统硬度计测量材料硬度及模量

0

unht

第7楼2012/02/20

可以对“纳米级别的相”进行硬度、模量等力学的测试

0

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