ASTM C1327 - 高級陶瓷維氏壓痕硬度的標準測試方法

ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015, www.astm。。ｏｒｇ

意義和用途

5.1 對于高級陶瓷，維氏壓頭用于制造壓痕，其表面投影的對角線是用光學顯微鏡測量的。Vickers 壓頭創建一個方形壓痕，從中測量兩個表面投影的對角線長度。維氏硬度是根據施加的力與未變形壓頭四個面的接觸面積之比計算的。（相比之下，努氏壓頭也用于測量硬度，但努氏硬度是根據施加的力與試樣表面上的投影面積之比計算的。）
5.2 維氏壓痕硬度是用于表征*陶瓷的眾多特性之一。已經嘗試將維氏壓痕硬度與其他硬度標度聯系起來，但沒有普遍接受的方法可用。此類轉換的范圍有限，應謹慎使用，除非通過比較測試獲得了可靠的轉換基礎的特殊情況。
5.3 Vickers 壓痕對角線長度比 Knoop 壓痕長對角線長度大約短 2.8 倍，壓痕深度大約是相同力下的 Knoop 壓痕深度的 1.5 倍。
5.4 與努氏壓痕相比，維氏壓痕受試樣表面平整度、平行度和表面光潔度的影響較小，但仍然必須考慮這些參數。
5.5 Vickers 壓痕比 Knoop 壓痕更容易在高級陶瓷中引起裂紋。裂縫可能通過從根本上改變有助于形成壓痕的變形過程來影響測量的硬度，并且由于壓痕尖形或側面的過度損壞，它們可能會損害或排除對角線長度的測量。
5.6 完整的硬度表征包括在廣泛的壓痕力范圍內的測量。陶瓷的維氏硬度通常隨著壓痕尺寸或壓痕力的增加而降低，如圖 1 所示。這種趨勢被稱為壓痕尺寸效應 (ISE)。在足夠大的壓痕尺寸或力下，硬度接近平臺常數硬度。達到恒定硬度所需的測試力或載荷因陶瓷而異。本標準中規定的試驗力應足夠大，以使硬度接近或處于平穩狀態，但不會大到導致過度開裂。建議對 ISE 進行全面表征，但這超出了該測試方法的范圍，該方法在單個的力下測量硬度。

范圍

1.1 本試驗方法涵蓋了高級陶瓷維氏壓痕硬度的測定。在該測試中，用預定的力將一個具有規定形狀的尖頭、方形底座、錐形金剛石壓頭壓入陶瓷表面，以產生相對較小持久性壓痕。使用光學顯微鏡測量持久壓痕的兩條對角線的表面投影。平均對角線尺寸和施加的力用于計算維氏硬度，它代表材料對維氏壓頭穿透的抵抗力。硬度計算為力與接觸表面積的比值。
1.2 以 SI 單位表示的值應視為標準值。本標準不包括其他計量單位。
1.3 單位在開發努氏和維氏硬度測試時，力的級別以克力 (gf) 和千克力 (kgf) 為單位要求。本標準規定了國際單位制（SI）中的力和長度單位；即，以牛頓 (N) 為單位的力和以 mm 或 m 為單位的長度。然而，由于歷史先例和持續的普遍使用，有時會提供以 gf 和 kgf 為單位的力值以供參考。該測試方法規定，維氏硬度以 GPa 為單位報告，或以隱含單位為 kgf/mm 2的無量綱維氏硬度數報告。
1.4 本標準無意解決與其使用相關的所有安全問題（如果有的話）。本標準的用戶有責任在使用前建立適當的安全和健康實踐并確定法規限制的適用性。