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ASTM E92 維氏硬度

ASTM E92 是標準化方法,適用於標準和低試驗力範圍(200 gf - 120 kgf),用於測定金屬材料的維氏硬度和努氏硬度,其透過鑽石菱錐產生壓痕,並測量壓痕的大小以測定材料的硬度。

在微硬度範圍(1 gf - 200 gf)內測定維氏硬度時,則參考 ASTM E384標準。

應用 維氏硬度測試程序 維氏硬度計算方式 試驗力的施加 測試壓痕最小距離 優點與缺點 維氏硬度計

關於維氏測試方法(根據 ASTM E92 測定維氏硬度)

為什麼根據 ASTM E92 進行硬度測試非常重要:

ASTM E92標準由 ASTM International(一個知名的全球標準制定組織)制定,規定了維氏硬度測試的標準化方法。 此方法對於評估材料的耐磨性和耐久性至關重要,這直接影響其使用之產品的性能和使用壽命

ASTM International(正式名稱為美國材料試驗協會)是國際公認的標準組織,負責制定材料、產品、系統及服務的技術標準。 世界各種不同產業都使用符合 ASTM E92 的維氏硬度測試。

根據 ASTM E92 的維氏硬度測試程序

符合 ASTM E92維氏硬度測試是一種硬度測試方法 ,具有光學評估,其測量金字塔形鑽石壓頭(底部為正方形,面角為 α = 136°)在測試材料表面留下的壓痕大小。 精準施加測試負載,並使用壓痕的對角線計算維氏硬度,如此可準確地測定材料硬度。 務必注意,維氏半對角線的偏差不得超過5%

在根據 ASTM E92 進行的維氏硬度測試中,在各種負載下測量金字塔形鑽石壓頭的壓痕,通常從 200 gf 開始,具體情況取決於材料和應用。 ASTM E92 標準 中定義了特定測試所施加的確切負載,確保可靠的硬度測定

根據 ASTM E92 計算維氏硬度

  • 符合 ASTM E92 的維氏硬度 (HV),是透過施加的試驗力 F(以牛頓,N 表示)與測試材料上永久壓痕面積的比率來計算。 兩條對角線 d1 和 d2 的長度平均值(以 mm 為單位)用於測定該金字塔形壓痕的面積。 這是必要的,因為維氏壓痕的底部區域通常不是完美的正方形。計算公式如下所示。
  • ASTM E92 標準 中規定了維氏測試的建議硬度範圍,具體取決於施加的測試負載及試樣材料的類型。 這些硬度範圍通常介於 1 至 3,000 HV,取決於特定的測試條件與材料特性。

根據 ASTM E92 施加試驗力

  • 試驗力必須在 10 秒內施加,且不得有任何振動或衝擊。
  • 然後該力必須保持 10-15 秒。
  • 某些應用可能需要更長的施加時間,在這種情況下,容許誤差為 ± 2秒,且必須在測試報告中註明。
  • 施加的測試荷重在 200 gf 至 120 kgf 之間。

根據 ASTM E92 維氏硬度測試中測試距離的指引

ASTM E92 標準還有定義測試點之間所需的最小距離以及到試樣邊緣的距離。 此目的是防止因機械影響使得材料結構受損而導致硬度測量可能出現的失真。

圖中可以看到根據 ASTM E92必須遵守的最小距離值。

維氏硬度測試的優點和缺點

優勢:

  • 測量所有從軟質到硬質的材料。
  • 所有測試僅需要一個壓頭。

缺點:

  • 需要良好的表面光潔度以進行精確測量。
  • 比其他方法慢(30-60 秒,不包含準備時間)。
  • 由於光學評估其成本更高,

儘管需必要的準備和成本,維氏硬度由於其多功能性,通常為首選方法。

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關於 ASTM E92 維氏硬度測試的常見問題

維氏硬度測試的 ASTM 標準為適用於標準和低試驗力範圍(200 gf - 120 kgf)的 ASTM E92,以及適用於顯微硬度範圍(1 gf - 200 gf)的 ASTM E384。

ASTM 標準僅適用於顯微硬度範圍(1 gf - 200 gf),而 ASTM E92 適用於標準和低試驗力範圍(200 gf - 120 kgf)。

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