金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340

 前    言

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340等效采用國際標準ISO 6507-1：1997《金屬材料 維氏硬度 第1部分：試驗方法》。除了對試樣表面質(zhì)量及試驗數(shù)據(jù)點規(guī)定較詳細之外，在技術內(nèi)容上完全與ISO 6507-1相同。

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340是在合并如下標準的基礎上修訂的：

GB/T 4340-1984 《金屬維氏硬度試驗方法》。

GB/T 5030-1985 《金屬小負荷維氏硬度試驗方法》。

GB/T 4342-1991 《金屬顯微維氏硬度試驗方法》。

自金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340標準實施之日起，代替GB/T 4340-1984《金屬維氏硬度試驗方法》、GB/T 5030-1985《金屬小負荷維氏硬度試驗方法》和GB/T 4342-1991《金屬顯微維氏硬度試驗方法》。

ISO 前言

ISO（國際標準化組織）是由各國標準化團體（ISO成員團體）組成的世界性的聯(lián)合會。制定國際標準的工作通常由ISO的技術委員會完成，各成員團體若對某技術委員會確立的項目感興趣，均有勸參加該委員會的工作。與ISO保持聯(lián)系的各國際組織（官方的或非官方的）也可參加有關工作。在電工技術標準化方面，ISO與國際電工委員會（IEC）保持密切合作關系。

由技術委員會通過的國際標準草案提交各成員團體表決，需取得至少75%參加表決的成員團體的同意，才能作為國際標準正式發(fā)布。

ISO 6507-1國際標準草案是由ISO/TC164委員會下屬的金屬力學試驗SC3硬度試驗分委員會起草的。

ISO 6507-1第二版取代了如下標準：ISO 6507-1：1982、ISO 6507-2：1983、ISO 6507-3：1989、ISO 409-2：1983及ISO/DIS 409-3：1992。修改如下：

—按試驗力范圍將三個不同的國際標準（ISO 6507-1：1982、ISO 6507-2：1983、ISO 6507-3：1989）合并為一個新標準草案：ISO 6507。

—將ISO 409-1：1982、ISO 409-2：1983及ISO/DIS 409-3：1992三個平面維氏硬度值計算表合并為ISO 6507中的附錄C。

—試驗方法中規(guī)定了壓痕對角線長度范圍為0.020～1.400mm。

—如果兩壓痕對角線長度之差大于5%時，應在試驗報告中注明。

—增加了第8條—試驗結(jié)果誤差。

—增加了提示性附錄D“使用者對硬度計誤差的檢查”。

ISO 6507以金屬材料維氏硬度試驗為標題，由如下三部分組成：

—第1部分：試驗方法

—第2部分：硬度計的校驗；

—第3部分：標準塊的標定。

中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準             

    GB/T 4340.1-1999

金屬維氏硬度試驗                eqv ISO 6507-1：1997

第1部分：試驗方法               代替GB/T 4340-1984

Metallic materials—Vickers hardness test                 GB/T 5030-1985

Part 1：Test method                            GB/T 4342-1991                                                                          

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 1、范圍

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340標準規(guī)定了金屬維氏硬度試驗的原理、符號及說明、硬度計、試樣方法及試驗報告。

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340標準按三個試驗力范圍規(guī)定了測定金屬維氏硬度的方法（見表1）。

 

試驗力范圍，N	硬度符號	試驗名稱
F≥49.03	≥HV5	維氏硬度試驗
1.961≤F＜49.03	HV0.2～＜HV5	小負荷維氏硬度試驗
0.09807≤F＜1.961	HV0.01～＜HV0.2	顯微維氏硬度試驗

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340標準規(guī)定維氏硬度壓痕對角線的長度范圍為0.020～1.400mm。

特殊材料或產(chǎn)品的維氏硬度試驗應在相關標準中規(guī)定。

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 2、引用標準

下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構(gòu)成為金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340標準的條文。金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性，

GB/T 4340.2-1999 金屬維氏硬度試驗 第2部分：硬度計的檢驗

 金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 3、原理
 

將頂部兩相對面具有規(guī)定角度的正四棱錐體金剛石壓頭用試驗力壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長度（見圖1）。

維氏硬度是試驗力除以壓痕表面積所得的商，壓痕被視為具有正方形基面并與壓頭角度相同的理想形狀。

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 4、符號及說明

4.1符號及說明見表2及圖1。

表2

 

符號	說明	單位
a	金剛石壓頭頂部兩相對面夾角（136°）
F	試驗力	N
d	兩壓痕對角線長度d1和d2的算術平均值	mm
HV	維氏硬度=常數(shù)×（試驗力/壓痕表面積）=0.102[2Fsin（136°/2）]/d2≈0.1891（F/ d2）
注：常數(shù)=1/gn=1/9.80665≈0.102。

4.2 維氏硬度用HV表示，符號之前為硬度值，符號之后按如下順序排列：

a） 選擇的試驗力值（見表4）；

b） 試驗力保持時間（10～15s不標注）。

示例：

640HV30表示在試驗力為294.2N下保持10～15s測定的維氏硬度值為640。

640HV30/20表示在試驗力為294.2N下保持20s測定的維氏硬度值為640。

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 5、硬度計

5.1 硬度計應符合GB/T4340.2規(guī)定，在要求的試驗力范圍內(nèi)施加規(guī)定的試驗力。

5.2 壓頭應是具有正方形基面的金剛石錐體，并符合GB/T4340.2規(guī)定。

5.3 維氏硬度壓痕測量裝置應符合/4340.2相應要求。

注：附錄C（提示的附錄）中示出了使用者檢查硬度計誤差的方法。（見相關國家標準欄目）

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 6、試樣

6.1 試樣表面應平坦光滑，試驗面上應無氧化皮及外來污物，尤其不應有油脂，除非在產(chǎn)品標準中另有規(guī)定。試樣表面的質(zhì)量應能保證壓痕對角線長度的精確測量，建議試樣表面粗糙度達到表3要求1]。

表3

 

試樣類型	表面粗糙度參數(shù)最大值（Ra），μm
維氏硬度試樣	0.4
小負荷維氏硬度試樣	0.2
顯微維氏硬度試樣	0.1

6.2 制備試樣時應使例如由于發(fā)熱或冷加工等因素對試樣表面硬度的影響減至最小。

由于顯微硬度壓痕很淺，加工試樣時建議根據(jù)材料特性采用拋光/電解拋光工藝。

6.3 試樣或試驗層厚度至少應為壓痕對角線長度的1.5倍，見附錄A（標準的附錄）。試驗后試樣背面不應出現(xiàn)可見變形痕跡。

6.4 對于在曲面試樣上試驗的結(jié)果，應使用附錄B（標準的附錄）進行修正。

6.5 對于小截面或外形不規(guī)則的試樣，可將試樣鑲嵌或使用專用支承臺進行試驗，

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 7、試驗方法

7.1 試驗一般在10～35℃室溫下進行。對于溫度要求嚴格的試驗，室溫應為23±5℃。

7.2 應選用表4中示出的試驗力進行試驗。    

采用說明

1]在ISO 6507-1中無本條表3規(guī)定。

表4

 

維氏硬度試驗		小負荷維氏硬度試驗		顯微維氏硬度試驗
硬度符號	試驗力，N	硬度符號	試驗力，N	硬度符號	試驗力，N
HV5	49.03	HV0.2	1.961	HV0.01	0.09807
HV10	98.07	HV0.3	2.942	HV0.015	0.1471
HV20	196.1	HV0.5	4.903	HV0.02	0.1961
HV30	294.2	HV1	9.807	HV0.025	0.2452
HV50	490.3	HV2	19.61	HV0.05	0.4903
HV100	980.7	HV3	29.42	HV0.1	0.9807
注： 1.維氏硬度試驗可使用大于980.7N的試驗力。     2. 顯微維氏硬度試驗的試驗力為推薦值。

7.3 試樣支承面應清潔且無其他污物（氧化皮、油脂、灰塵等）。試樣應穩(wěn)固地放置于剛性支承臺上以保證試驗中試樣不產(chǎn)生位移。

7.4 使壓頭與試樣表面接觸，垂直于試驗面施加試驗力，加力過程中不應有沖擊和振動，直至將試驗力施加至規(guī)定值。從加力開始至全部試驗力施加完畢的時間應在2～10s之間。對于小負荷維氏硬度試驗和顯微維氏硬度試驗，壓頭下降速度應不大于0.2mm/s。

7.5 在整個試驗期間，硬度計應避免受到?jīng)_擊和振動。

7.6 任一壓痕中心距試樣邊緣距離，對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的2.5倍；對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的3倍。

兩相鄰壓痕中心之間距離，，對于鋼、銅及銅合金至少應為壓痕對角線長度的3倍；對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應為壓痕對角線長度的6倍。如果相鄰兩壓痕大小不同，應以較大壓痕確定壓痕間距。

7.7 應測量壓痕兩條對角線的長度，用其算術平均值按附錄C（標準的附錄）查出維氏硬度值，也可按表2中公式計算硬度值。

在平面上壓痕兩條對角線的長度之差應不超過對角線平均值的5%，如果超過5%，則應在試驗報告中注明。

7.8 在一般情況下，建議對每個試樣報出三個點的硬度測試值2]。

金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340 8、試驗報告

試驗報告應包括如下內(nèi)容：

a）本國家標準編號；

b）與試樣有關的詳細資料；

c）試驗結(jié)果；

d）不在本標準規(guī)定之內(nèi)的各種操作；

e）影響試驗結(jié)果的各種細節(jié)；

f）如果試驗溫度不在7.1規(guī)定范圍時，應注明試驗溫度。

注：

1、僅在試驗力相同的條件下，才可以對硬度值作精確比較。

2、尚無普遍通用的方法將維氏硬度精確地換算成其他硬度或抗拉強度。因此應避免這種換算，除非通過對比試驗建立換算的基礎。

3、應注意材料的各向異性，例如經(jīng)過嚴重冷加工變形的材料，在這些材料上壓出的壓痕，兩條對角線長度會明顯不同。如有可能，應使壓痕對角線方向與冷加工變形方向呈45°角，應在材料產(chǎn)品技術條件中對壓痕兩對角線長度差進行限定。

4、有跡象表明，一些材料對變形速度比較敏感，它會改變材料的屈服強度，因此壓痕變形速度對硬度值也會有相應影響。

相關金屬維氏硬度試驗方法第1部分GB-T4340附件信息見相關國家標準欄目。

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