T_SZS 4018-2020 贵金属饰品硬度测试方法 显微维氏硬度法.docx

T/SZS 4018—2020贵金属饰品硬度测试方法 显微维氏硬度法1 范围本标准规定了贵金属饰品维氏硬度试验的原理、试验设备、试样要求、试验步骤、试验要求、结果的不确定度及实验报告本标准适用于贵金属饰品维氏硬度的测定2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法GB/T 4340.2 金属材料 维氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验与校准GB/T 4340.3 金属材料 维氏硬度试验 第3部分：标准硬度块的标定GB/T 4340.4 金属材料 维氏硬度试验 第4部分：硬度值表GB/T 13298 金属显微组织检验方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件3.1同类试验面 similar test surface具有相同材料组分、相同加工状态（包括表面处理状态）的试验面3.2焦深法 depth of field method利用光学成像系统的焦深，计算得到清晰视野的曲面高度，再根据三角关系得到曲面半径的方法。

4 原理4.1 按 GB/T 4340.1 第 3 章执行4.2 曲面上的显微维氏硬度测定需选取曲面上的最高点进行测试，保证压头能垂直试验面施加试验力对环状首饰上曲面最高点聚焦后，目镜中清晰视野是以最高点为中心的椭圆形利用焦深法测定曲面的平均曲率半径（参见附录 C），进行曲面维氏硬度值的修正计算5 试验设备1T/SZS 4018—20205.1 显微维氏硬度计：硬度计应符合 GB/T 4340.2 规定，能施加的试验力范围应为 0.09807 kgf~1.961kgf(0.01N~0.2N)； 压头应是具有正方形基面的金刚石锥体，并符合 GB/T 4340.2 的规定；压痕测量装置应符合 GB/T 4340.2 的相应的要求5.2 夹具：平口夹具，薄片夹具，细丝夹具等5.3 热镶机5.4 冷镶模具：可用硬橡胶、聚四氟乙烯塑料、纸盒等5.5 镶嵌材料：热镶材料选用热固性或热塑性树脂，冷镶材料选用聚酯树脂、环氧树脂及相应固化剂5.6 无水乙醇或丙酮6 试样6.1 制备试样时，应使热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小6.2 对于小截面或外形不规则的贵金属饰品试样，应将试样进行镶嵌或使用专用夹具试台进行试验，试样镶嵌操作按照 GB/T 13298 中的规定执行，并保证与压头接触的试验面平坦光滑，表面质量应能保证压痕对角线长度的测量精度。

6.3 试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的 1.5 倍对于不可进行加工的试样，应控制试验力的大小，避免试验后试样背面出现可见变形压痕6.4 加工试样时建议根据贵金属材料特性对试样表面进行抛光处理，条件允许的情况下建议采用电解/化学抛光工艺7 试验步骤7.1 在试验前或在更换压头后，应用标准维氏硬度块进行校验，以判别压痕形状和硬度测定值是否正确，而且开机测试的第一个点通常不计，仅供参考，从第二点开始有效7.2 清洁试台，保证上面无其他污染物，并调至水平将试样稳固地放在刚性支撑台上，以保证在试验过程中试样不发生位移7.3 清洁试验接触的表面，保证无外来污染物，尤其不应有油脂，可用无水乙醇或丙酮对表面进行清洗擦拭7.4 对于在曲面试样上进行试验，在样品稳固放置后，应移动试台选择曲面相对水平线的最高点进行测试，以保证压头能垂直于试验面施加试验力7.5 为准确选择最高点进行测试，首先移动载物台对齐测试点范围，调焦至有视野变清晰，持续观察目镜内视野，增大物镜与样品之间的距离，同时调整载物台使样品向视野清晰的一侧运动，直至样品与物镜处于最大工作距离时，视野范围的中心或中心线为最清晰像，此处即为测试位置的最高点位置。

注：视野对准最高点，继续增大距离，清晰像与模糊像的分界线从四周向视野中心移动，而不是从一侧移动到另外一侧7.6 水平移动载物台，观察并记录测试位置的粗糙程度与清晰像的形状和尺寸，然后调回至最高点进行测试2同，如可能，应使压痕对角线方向与冷加工变形方向成45 角T/SZS 4018—20207.7 等待压头测试完成，转换至显微镜观察压痕形状，测量并记录压痕对角线长度，计算维氏硬度值在曲面上测试的结果，应使用附录A表A.1~表A.3进行修正8 试验要求8.1 试验温度在10℃~35℃下进行8.2 试验力应在0.09807 kgf(0.01N)到1.961 kgf(0.2N)范围内，推荐试验力为0.9807 kgf(0.1N) 和1.961kgf(0.2N)8.3 使压头与试样表面接触，施加试验力的过程不应有冲击和振动，直至将试验力施加至规定值从加力开始至全部试验力施加完毕的施加应在2s~8s之间，压头下降速度应在15μm/s~70μm/s之间试验力保持时间为10s~15s对于纯度高而软的试样，试验力保持时间可以延长，直至试样不再发生塑性变形，但应在硬度试验结果中注明且误差应在2s以内在整个试验期间，硬度计应避免受到冲击和振动。

8.4 在同类试验面上进行三次硬度测定，计算算术平均值8.5 从任何一个压痕中心到试样边缘距离，对于贵金属合金、维氏硬度不小于HV 40的贵金属饰品至少应为压痕对角线长度的2.5倍，对于维氏硬度小于HV 40的贵金属饰品至少应为压痕对角线长度的3倍两相邻压痕中心之间的距离，对于贵金属合金、维氏硬度不小于HV 40的贵金属饰品至少应为压痕对角线长度的3倍，对于维氏硬度小于HV 40的贵金属饰品至少应为压痕对角线长度的6倍如果两相邻压痕大小不同，应为较大压痕确定压痕间距8.6 放大系统应能将对角线放大到视场的15%~65%压痕两对角线长度之差，在平面上应不超过对角线长度平均值的5%，在曲面上应不超过对角线长度平均值的8%，如果超过规定值，则应在试验报告中注明当压痕形状不完整或畸形时，其结果无效注：应注意材料的各向异性，例如经过严重冷加工变形的材料，在这些材料上压出的压痕，两条对角线的长度会明显不o9 结果的表示9.1 维氏硬度值的计算测量压痕两条对角线长度，用其算术平均值按式(1)计算试样的维氏硬度，也可按 GB/T 4340.4 查出维氏硬度值dHV =1gn´2Fsin2α2 » 0.1891 Fd2………………(1)式中：HV——维氏硬度，单位为 N/mm2（MPa）。

1g n——常数，等于 0.102gn 为 kgf 转化为 N 的转化因子，为 9.806653T/SZS 4018—2020α——金刚石压头顶部两相对面夹角（136°），单位为度（°）F——试验力，单位为牛顿（N）d——两压痕对角线长度 d1 和 d2 的算术平均值，单位为毫米(mm)至少以 3 个有效数据点计算算术平均值作为试样的维氏硬度值，结果保留 3 位有效数字9.2 维氏硬度的表示维氏硬度用 HV 表示，符号之前为硬度值，符号之后按如下顺序排列：106 HV 0.1 / 20试验力保持时间 s（说）s 说试验力 0.1kgf（s）（s）（说）sff((9维氏硬度符号s）度值(((（ 硬（））（s）注：当试验力保持时间为10~15s，则保持时间可省略不写9.3 结果的不确定度对于硬度试验，可能由以下两种评定测量不确定度的方法；——基于在直接校准中对所有出现的相关不确定度分项的评估——基于用标准硬度块进行间接校准测定指导参见附录B10 试验报告试验报告应包括以下内容：a） 本标准编号；b） 辨别试样所必需的详细描述；c） 试验条件；d） 试验结果；e） 试验时试样的试验面；f） 不在本部分规定之内的各种操作；g） 影响试验结果的各种细节。

注：仅在试验力相同的情况下，才可以对硬度值作精确比较4d/D修正系数d/D修正系数d/D修正系数0.0040.9950.0550.9450.1220.8950.0090.9900.0610.9400.1300.8900.0130.9850.0670.9350.1390.8850.0180.9800.0730.9300.1470.8800.0230.9750.0790.9250.1560.8750.0280.9700.0860.9200.1650.8700.0330.9650.0930.9150.1750.8650.0380.9600.1000.9100.1850.8600.0430.9550.1070.9050.1950.8550.0490.9500.1140.9000.2060.850T/SZS 4018—2020附  录 A（规范性附录）在曲面上进行试验时使用的修正系数表A.1 凸球面表 A.1 给出了在凸球面上进行试验时的修正系数修正系数根据压痕对角线 d 的平均值与球直径 D 的比率列表，位于两比率之间的通过内插法求得修正系数示例：凸球面 D=13mm试验力 F=0.9807N压痕对角线平均值 d=45.7μm45.7 ´10-3HV =0.1891´0.98070.04572=88.8HV0.1dD= = 0.003513用表 A.1 通过内插法求得修正系数=0.996球体硬度=88.8×0.996=88.4HV0.1表 A.1 凸球面A.2 凸圆柱面A.2~A.3 给出了在凸圆柱面上进行试验时的修正系数。

修正系数根据压痕对角线 d 的平均值与圆柱直径 D 的比率列表，位于两比率之间的通过内插法求得修正系数d/D修正系数d/D修正系数d/D修正系数0.0090.9950.0710.9600.1390.9250.0170.9900.0810.9550.1490.9200.0260.9850.0900.9500.1590.9150.0350.9800.1000.9450.1690.9100.0440.9750.1090.9400.1790.9050.0530.9700.1190.9350.189。