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維氏硬度計(jì)測(cè)斷裂韌性
作者:硬度計(jì)服務(wù)商創(chuàng)誠致佳
發(fā)布時(shí)間:2025-02-19
斷裂韌性是材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力，是評(píng)估材料可靠性的重要參數(shù)。傳統(tǒng)斷裂韌性測(cè)試需要預(yù)制裂紋和復(fù)雜加載裝置，而利用維氏硬度計(jì)進(jìn)行壓痕法測(cè)量，提供了一種便捷的替代方案。其主要原理是： 維氏硬度計(jì)通過金剛石正四棱錐壓頭在材料表面施加固定載荷，形成菱形壓痕。在硬脆材料(如陶瓷、硬質(zhì)合金)中，壓痕周圍可能產(chǎn)生放射狀裂紋。根據(jù)裂紋長度與載荷的關(guān)系，可計(jì)算材料的斷裂韌性(KIC)。常用公式為：
其中，E為彈性模量，Hv為維氏硬度，P為載荷，c為裂紋長度。
所以在測(cè)量時(shí)，首先將需要測(cè)試的工件制作成試樣，再將試樣表面先拋光成鏡面，放在顯微硬度儀下，以在拋光表面用硬度計(jì)的錐形金剛石壓頭產(chǎn)生一壓痕，這樣在壓痕的四個(gè)頂點(diǎn)就產(chǎn)生了預(yù)制裂紋。然后根據(jù)壓痕載荷P和壓痕裂紋擴(kuò)展長度C就能計(jì)算出斷裂韌性數(shù)值(KIC)。該方法無需復(fù)雜試樣制備，適用于微小區(qū)域或涂層材料的局部測(cè)試，極大的提高了材料斷裂韌性測(cè)試的便利性。但同時(shí)也存在其局限性，那就是需注意材料均勻性、裂紋清晰度對(duì)結(jié)果的影響，且更適用于脆性材料。目前，ASTM和ISO已將其納入部分標(biāo)準(zhǔn)(如ASTM C1327)。
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