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維氏硬度計測斷裂韌性
作者:硬度計服務商創誠致佳
發布時間:2025-02-19
斷裂韌性是材料抵抗裂紋擴展的能力，是評估材料可靠性的重要參數。傳統斷裂韌性測試需要預制裂紋和復雜加載裝置，而利用維氏硬度計進行壓痕法測量，提供了一種便捷的替代方案。其主要原理是： 維氏硬度計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、硬質合金)中，壓痕周圍可能產生放射狀裂紋。根據裂紋長度與載荷的關系，可計算材料的斷裂韌性(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。
所以在測量時，首先將需要測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的錐形金剛石壓頭產生一壓痕，這樣在壓痕的四個頂點就產生了預制裂紋。然后根據壓痕載荷P和壓痕裂紋擴展長度C就能計算出斷裂韌性數值(KIC)。該方法無需復雜試樣制備，適用于微小區域或涂層材料的局部測試，極大的提高了材料斷裂韌性測試的便利性。但同時也存在其局限性，那就是需注意材料均勻性、裂紋清晰度對結果的影響，且更適用于脆性材料。目前，ASTM和ISO已將其納入部分標準(如ASTM C1327)。
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