显微硬度计的机器种类及功能介绍

显微硬度计可以视为由金相显微镜和硬度压入装置两部分组成。金相显微镜用来观察和确定试件的 测定部位，并测量压痕的对角线，压人装置是在一定的负荷下将压头压人选定的部位。根据硬度计的压人装置和显微镜的组合特点，显微硬度计可分为共轴式和异轴式两类。共轴式 典 型的如哈纳门显微硬度计，它的压头装在物镜的正中。异轴式的压头和显微镜的物镜是分开的，载物台可 旋转或水平移动，先用显微镜观察选择好试验部位后，将载物台转到硬度计的压头下，加负荷得到压痕后 又转回到原来的位置，通过显微镜测量装置测量其对角线长度。异轴式显微硬度计是发展主流，除专用附 件性质显微硬度计外，均为异轴式硬度计。随着科学技术的发展，显微硬度计经历了由手动操作到半自动 操作（自动加载、自动卸载），到压痕、硬度值数显测试，到电脑半自动操作(载物台自动步进、压痕自测、触 摸屏操作、报告自动生成等)的过程。哈纳门(Hanem ann)型显微硬度计哈纳门型显微硬度计是典型的共轴式显微硬度计，均作为大型卧式金相显微镜上的专用附件。

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1、工作原理

哈纳门型显微硬度计，实际上是一个专门设计的特殊物镜。其压头、加荷机构与物镜组合成为一体，

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在物镜前透镜的中 心.镶嵌着一个超 小的维氏金刚石压头(图7- 24中1)，它的底边只有〇.8_长。为 了镶嵌这一压头，前透镜较普通物镜为大，是一个特殊设计的复 消色差物镜，其放大倍数有30倍、32倍两种。物镜本身由两个叶 片弹簧(图中3)支悬在镜体中 心。这两个叶片弹簧就是加荷机构 的加力部件，当压头与试样接触后，由于试样固定，压头受力使叶 片弹簧下压，弹簧的反作用力通过维氏压头加在试样上。在试样 上加的力越大，弹簧被压下的距离也就越大。维氏压头在试样上 所加力的大小，根据胡克定律，可以直接用物镜下沉的距离来指 示。标尺(图中12)就是测量物镜下沉的标尺。当物镜被压下时。

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在操作前，必 须先求得负荷与标尺刻度的对应关系。操作时将 哈纳门型显微硬度计装在金相显微镜物镜镜座上，更换目镜筒并装 上测微目镜。在目镜中可以看到负荷标尺的刻度。借调整圈7、8的 转动，调节标尺刻度的位置与清晰程度，使零点对准测微目镜中的横 线。然后在物镜顶上分别加上不同重量的校正砝码。记录物镜被压 下的距离，得到相的关系曲线。

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此外，压痕的中 心也需要对准。哈纳门型显微硬度计特殊物镜 是不能移动的，所以只能移动测徽目镜中十字线来对准压痕的中 心。 测微目镜上装有调节螺钉两只，即为此目的而设置。调节好以后勿 再移动，因移动会影响负荷标尺零点的位置。

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2、操作方法与注意事项

首先将哈纳门硬度计装置于大型卧式显微镜物镜座上。更换目 镜筒并装上测微目镜。将试样倒放在载物台上并使它压紧，按一般显微镜使用方法进行观察和调焦，使金 相组织清晰显现。金相组织观察到以后，移动载物台，把需要测定硬度的部位对准十字线中 心，然后借粗 调下降载物台，使维氏锥体逐渐趋近试样，负荷标尺的刻度清晰映现，待维氏锥体压人试样表面，标尺刻度 随即上升。根据预先制作的标尺读数与载荷的关系曲线(见图7-25)上的标尺读数,在试样上加上一定的 负荷(靠叶片弹簧的弹力）。加载荷时宜缓慢，应控制在10s?15s之间逐渐加上。加荷后作短期停留（约 5s)，然后上升载物台，使试样与物镜中 心压头脱离。聚焦后观察金相组织与印痕，并通过目镜和测微尺测 定压痕对角线长虔，然后据此计算或查表得显微硬度值。

哈纳门型显微硬度计精 确度较高，载荷范围为〇? 004 9N(0. 5gf)至0. 980 7N(1⑻gf)。因其构造精细, 使用或拿动时应特别小心，切勿使之受到振动。

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早期国内应用较多的该类显微硬度计有 HX-1型、631型和ITMT-3型3种，后期发展 的有？1乂-200型(见图7-26)，其结构、原理基 本相同。这类显微硬度计由机座、载物台、金 相显微镜、升降机构等组成。载物台可以沿主 轴旋转一个很大的角度。由显微镜观测到的 组织通过载物台的旋转，恰好转到金刚石压头 的下边，使加试验力后在选定组织的目标部分 得到一个显微硬度压痕，将载物台转回到原来 的位置后，可通过显微镜的测量装置——目镜 测微尺测出压痕对角线长度。

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4、仪器的负荷机构是重要的一部分。安 装在臂架上、与物镜相对称(图7-27)。主杆有 两片弹簧支持着，在它的下端装着一个很小的 维氏锥体压头。荷重砝码套在主杆的中部。 主杆平时由托板托住。在加负荷的时候，借手 柄反时针方向的旋转而使托板离开，主杆随即 下降，负荷就直接加到磨面上。要使在磨面上 所加的荷重就是砝码的重量，必 须按规程对荷 重机构进行调整，要求不加砝码时无压痕，而?加0. 004 9N(0. 5gf)荷重时可见超 小压痕。

测试目镜的形式很多。结构虽略有差别，但测量方法基本上是一致的。

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显微镜目镜的读数方式，有内读式，及内外读联合 式，图7-28(a)(d)(e)等。它们的瞄准及读数方式不同，测量结果受测量显微镜测微螺杆的加工精度、微 分筒及分划板的刻线精度影响。

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5、数显式显微硬度计

随机电一 体化技术发展，显微硬度计的压头加载(速度）、保载时间、卸载 (速度)均实现自动化，其中保载时间可选(一般5s?30s),该类设备国内有71 型等显微硬度计。进人电子技术发展时期后，数显数控等技术很快用于显微 硬度计:加载速度可调，保载时间可调（Is?99s自?。?，压痕手动测量后可数 显测量数值及硬度值。载荷也从0.098N(10gf)?1. 96N(0.2kgf)扩展至 9.8N(lkgf)。公司MH系列显微硬度计。该类硬度计不仅具有 上述功能，还具有自转塔台（镜头、压头台）、数据统计处理、触摸屏操作等

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6、半自动硬度测量的显微硬度计（恒仪硬度计&金相制样设备 http://wap.ytjkqc.com）