影响显微硬度值准确性的因素

目前，显微硬度值被大家广泛应用知晓。但是当大家在使用显微维氏硬度检测的时候，常常会出现各种误差，那么影响显微硬度值准确性的因素都有哪些呢？怎样尽量避免影响显微硬度值准确性的因素，得到更精确的测量值呢？

因为显微硬度检测力小，压痕也小，容易出现误差。影响显微硬度值准确性的因素很多，但主要影响因素可划分为三个方面：仪器误差、被检测材料的特征以及加工方法、检测条件和操作方法。为确保检测的准确性，特作以下提示。

影响显微硬度值准确性的因素一、仪器误差的影响仪器误差主要取决于检测力、压头与测量显微镜的精度
①检测力的影响主要是因锈蚀、损伤、表面镀层脱落等原因砝码质量超差。因长期使用后弹簧松弛检测力弹簧性能发生变化。试验力作用方向与试样不垂直．检测力减小。因机体安装水平未调整好或者主轴导向机构不对中心所引起加荷机构有未被平衡的摩擦阻力等。

一般来讲，检测力值的误差与硬度值的误差成正比，但方向相反，即当检测力误差±1％时，硬度值产生的误差为±1％。硬度误差随检测力的降低而升高，所以在检测条件允许的情况，应尽可能选用较大的检测力进行检测。

②头的影响压头的几何形状和其面角与横刃的公差应受技术条件规定的约束，否则均会对硬度值造成影响，但这决定于生产厂家。压头的四个三角形工作面应光滑、平整和有良好的光洁度，有条件的单位应对新的压头进行检验。在使用过程中压头受到损伤，如顶角磨损、表面出现裂纹、凹陷或压头上粘滞着某些金属屑，都会使压痕边缘粗糙和不规则，增大测量误差，影响示值精度。

③测量显微镜的精度测微目镜的精度不够，会造成压痕对角线的测量误差，对显微维氏硬度值的影响，其计算公式与维氏相同，即：

说明，压痕对角线的误差会使硬度值的误差成倍增长，即硬度误差是压痕对角线误差的两倍。此外，物镜放大倍数的准确性也直接影响到硬度值的计算结果。因此，仪器应定期进行校正，即检查和校正在高倍和低倍物镜下，测微目镜上每一小格的实际格值。

其他还应注意到数值孔径的调节、照相条件、光学系统的品质等，这些均与获得准确的硬度数值有关。

影响显微硬度值准确性的因素二、试样特征和加工方法的影响

①试样特征的影响试样材料有明显的结构特征时，压痕形状将不规则。压痕在个晶粒上不同的位置，如在晶内或临近晶界或临近第二相，对所测结果都会有影响。经变形的试样应注意纵横断面。对于粗大晶粒合金或单晶，不同位向也会反映出差异。

在试样表面特征方面，如试样表面光洁度、表面有无疏松，工作面与支承面的不平行度均对所测结果的准确性有影响。

②试样加工方法的影响机械抛光对显微硬度值有明显影响，这是因为抛光时表层会产生很小的塑性形变，有的表层还会产生一层很薄的非晶层，所以机械抛光所测得的显微硬度值比电解抛光所测得的结果要高。这在低检测力时(小于10 gf)更为明显。不良的机械抛光能使钢材的显微硬度值增高25％～28％，铝合金增高10％～12％，铜合金增高45％～55％。因此有条件时，最好选用电解抛光和化学抛光。

用电解抛光和化学抛光的方法消除表面硬化层又达到表面光洁的效果很好。化学抛光较电解抛光更简便。实践证明，经化学抛光消除表面硬化层的试样，可获得较好的检测结果，其分散度可以明显地低于未消除硬化层的试样。

③检测条件和操作方法的影响工作时的环境条件，如室内和附近是否有产生振动的设备。操作方法上加检测力的速度、加荷后保持时间的长短及测试人员视力、工作熟练程度和质量等人为主观影响均会造成影响。

除以上所述的三个主要试样特征和加工方法的因素外，应该特别提出，在显微硬度检测中，即使检测力本身不存在超差情况，对于同一均匀试样，其他检测条件都处于理想条件下，当改变检测力时，也会出现硬度值不相同的情况，这是由于压头以一定的检测力压入试样的表面，试样表面上形成压痕，当检测力去除后，压痕将因金属的弹性回复而稍微缩小。弹性回复是金属的一种特性，它只与金属的种类有关，而与产生压痕的检测力无关。就是说，不管检测力变化如何，压痕的大小怎样，弹性回复几乎都是一个定值。因此，当检测力较小时，压痕很小，压痕因弹性回复的收缩的比例就比较大，所以根据回复后压痕尺寸计算求得的显微硬度值总是比较高。

由于检测力的不同而使显微硬度测量中存在重复性差，难于作准确的相对比较，对此，国内外有很多研究工作者已给予关注。如迈尔(Meylr)、哈纳门(Henemann)等均已提出一些新的检测和表示方法。哈纳门表示法是以三个标准压痕(5um、10um、20um)下的显微硬度(HM5um、HM10um、HM20 um)作为比较标准。国内赵所琛、桂运平也提出过“显微维氏硬度测最方法的研究”报告，报告中为解决上述问题而提出了常量显微硬度和相对比较显微硬度，并就应用方面等问题进行探讨。

影响显微硬度值准确性的因素大致就如上所述，希望大家在使用显微硬度计算测量时注意以上几点影响显微硬度值准确性的因素。更多维氏硬度计知识：http://www.101718.com/tech/weishiyingduji2/。阅读本文的用户还对以下文章感兴趣：
挤压层对硬度测量的影响及处理解决方法
如何解决粗糙度对硬度测量的影响
影响维氏硬度计测量因素及维氏硬度计试验误差分析