不同硬度计试验方法的影响因素

一、邵氏硬度试验方法

(1)试样厚度

邵氏硬度值是由压针压人试样的深度来测定的,因此试样厚度会直接影响试验结果。试样受到压力后产生变形,受到压力的部分变薄,压针就受到承托试样的玻璃板的影响,使硬度值增大。如果试样厚度增加,这种影响会相应减小。因此,试样厚度小硬度值大,试样厚度大硬度值小。

(2)压针端部形状

邵氏硬度计的压针端部在长期作用下会造成磨损,使其几何尺寸改变,影响试验结果。磨损后的端部直径变大,其单位面积的压强变小,所测硬度值偏大,反之偏小。

(3)温度

塑料的硬度随着温度的升高而降低。热塑性塑料比热固性塑料更明显。

(4)读数时间

在邵氏硬度测量时,读数时间对试验结果影响很大。压针与试样受压后立即读数,硬度值偏高,而试样受压指针稳定后再读数,硬度值偏低。这是由于塑料受压后产生蠕变,随着时间延长,形变继续发展。因此试验时选择不同时间读数,所得结果有一定的差别。

二、球压痕硬度试验方法

(1)硬度计偏差产生的影响

①硬度值随着初负荷的增加而增加

②在保持初负荷不变的条件下,硬度值随着试验负荷的增加而降低。

③在维持初负荷和试验负荷不变的条件下,硬度值随着钢球直径的增大而增大。

④在同一试验负荷下,如果机架变形量相同,压痕深度越小,硬度的相对误差越大;而在相同压痕深度时,试验负荷越小,机架变形的影响越大。

⑤压痕深度测量装置误差对硬度值的影响非常显著,是主要的误差来源。所以应定期进行校准,以提高球压痕硬度的测定精度。

(2)测试条件和测试操作的影响

①试样厚度的影响。大多数试样材料的硬度值都随着试样厚度的增加而降低,试样太薄时硬度值不够稳定,厚度大于4mm的数据较为稳定。

②读数时间的影响。大多数材料试样的硬度均随读数时间的增加而下降。球压痕硬度在30s以前下降较明显。因此,球压痕硬度试验规定保荷时间为30s。

③测点距试样边缘距离的影响。试样在成型加工过程中,边缘部分与中间部分受力、受热以及表面平整度等均不相同,测点太靠近试样边缘,将导致硬度值测试偏差,造成边缘效应。为了消除边缘效应的影响,规定球压痕硬度测量点距试样边缘的距离不少于10mm。

④测点间距离的影响。测点间的距离应有一定大小,否则会因第二测量点处于第一测量点的变形区域内而造成结果的不准确。因此,球压痕硬度规定测量点间距不少于10mm。

三、洛氏硬度试验方法

(1)试验仪器

硬度计自身存在的缺陷有:机架的变形量超过规定标准值;主轴倾斜;压头夹持方式不正常;加荷不平稳以及压头轴线偏移等。

(2)测试温度

随着测试温度的上升,各种塑料材料的洛氏硬度值都将下降,尤其对热塑性塑料的影响更明显。

(3)试样厚度

与邵氏硬度和球压痕硬度一样,试样的厚度对洛氏硬度值也有一定的影响,试样厚度小于6mm时,对硬度值的影响较大;而试样厚度大于6mm时对硬度值的影响较小。

(4)主负荷保持时间

塑料属于黏弹性材料,在试验载荷作用下,试样的压痕深度必定会随加荷时间的增加而增加,因此主负荷保持时间越长,其硬度值越低。主负荷保持时间对低硬度材料的影响比对高硬度材料的影响更明显。

(5)读数时间

主负荷卸除后,试样压痕将产生弹性回复,有一定时间,其速度是先快后慢,最终趋于稳定,因此卸荷后距读数时间越长,压痕的弹性回复时间也越长,测得的硬度值应当偏高。

(6)标尺的选择

试验时应合理选择标尺,使测得的硬度值在规定的50~范围内。



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