測(cè)量耐磨材料的維氏硬度時(shí),微氏硬度根據(jù)其測(cè)試壓力的關(guān)系可分為三個(gè)測(cè)試范圍:1.宏觀硬度(標(biāo)準(zhǔn)硬度),2.小負(fù)荷硬度,3.顯微硬度。只有在宏觀硬度范圍內(nèi),硬度值才與測(cè)試壓力無關(guān)。而在顯微和小負(fù)荷硬度范圍內(nèi),硬度值隨測(cè)試壓力的降低而上升。這是由于壓痕四周隆起部分發(fā)生變化的緣故。在測(cè)試壓力很小時(shí),隆起甚微。而在小的測(cè)試壓力作用下,塑性變形只有在大量的不連續(xù)的滑移系統(tǒng)存在時(shí)才有可能。此時(shí),引起變形的位錯(cuò)自由滑移路程很長,以致變形可以在一個(gè)很大的表面層內(nèi)延伸開來。在測(cè)試壓力較大并且壓痕也較大時(shí),位錯(cuò)密度因位錯(cuò)源的開動(dòng)而得到增加,新形成的位錯(cuò)受其他尚在運(yùn)動(dòng)中的較大時(shí),位錯(cuò)密度因位錯(cuò)源的開動(dòng)而得到增加,新形成的位錯(cuò)受其他尚在運(yùn)動(dòng)中的位錯(cuò)的障礙,結(jié)果位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的自由路程明顯地縮短,也就不可能發(fā)生大面積的塑性變形。相反,材料會(huì)向上擠出,這種擠出來的隆起卷邊,在測(cè)量時(shí)與壓痕混淆在一起,因此在光學(xué)顯微鏡下無法分辨開來。因而所測(cè)得的對(duì)角線較長,所得的硬度值就較低。另一個(gè)造成測(cè)試壓力小時(shí)測(cè)得較大硬度值得原因是表面層由于加工過程而形成冷作硬化,當(dāng)壓痕深度很小時(shí),它對(duì)硬度值得影響特別顯著。
值得注意的是,對(duì)于由雙相或多相組成的合金,各相的硬度一般都相等,因而硬度分布就很不均勻。對(duì)于多相合金,其硬度在隨測(cè)試壓力變化的過程中具有一*值。
當(dāng)測(cè)試壓力較小時(shí),測(cè)得的硬度值較低,因?yàn)橐鹚苄宰冃嗡匦璧奈诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)路程很短,以致析出物起不到阻礙作用。若測(cè)試壓力較大,引起材料塑性變形的范圍也擴(kuò)大,則析出物物就*起著阻礙的作用,因而使硬度升高。當(dāng)測(cè)試壓力還繼續(xù)加大,到一定程度時(shí),出現(xiàn)壓痕邊緣發(fā)生隆起,導(dǎo)致硬度值出現(xiàn)下降。
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