至德钢业双相钢显微硬度检测方法及结果

 硬度实验是金属机械性能测试中最为简单、迅速和较易实施的方法，是检测产品质量、确定合理加工工艺的主要手段之一，在生产和科研中得到了广泛的应用。硬度检测的方法很多，按实验方法分类，一般可分为静载压入法和动载压入法。通常所采用的布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度等均属静载压入法。肖氏硬度和捶击式布氏硬度则属动载压入法。金属硬度检测之所以会得到广泛地应用，是与其特点分不开的，它与其他机械性能测试方法相比具有许多优点：

 1. 硬度实验为非破坏性实验，对工件的损伤小，测定硬度后的零部件一般对使用无影响；

 2. 实验方法简便，对大、小部件均可进行直接测定；

 3. 对于不能用刀具切割成试样的工件来说，硬度检测是唯一可行的实验方法；

 4. 硬度值可近似换算得出金属其他力学性能指标，如强度极限等；

 5. 硬度检测可以用作理化分析和金相组织的研究方法。

一、金属显微硬度测量的特点及应用

 维氏硬度法所采用的压头是一个项角为136°的金刚石四棱锥，它是以压头在试样表面留下的压痕单位面积上的平均压力作为维氏硬度值，用HV表示。由于维氏硬度法的载荷提供了各种载荷而不影响试样的硬度值，如果选用了很小的载荷，则压头留下的压痕面积会很小，从而可以达到测量一个极小范围内（例如金属中的某一相）的维氏硬度值，这就是显微硬度的测量。这种测量方法是最常用的，一般所谓的显微硬度测量就是针对这种实验方法而言，主要用于金属材料、小工件以及镀层等硬度的测量。

 理论上来说，显微硬度值不受载荷大小的影响。但实际测量结果表明，载荷对显微硬度的影响要比对宏观维氏硬度的影响大。例如，同一金属材料，在用较大载荷测量时，其显微硬度值比较低；而用较小载荷时，则显微硬度值偏高。这种差异是由于测量精度不同，以及试样表面层影响不同所致。通常来说，测量显微硬度的结果比测量宏观硬度更为分散。

 显微硬度试验以其负荷小、灵敏度高等优点，为研究金属微观区域的性能提供了十分方便的手段，广泛地应用于生产和科研。不仅是工艺检验的手段，同时是金相组织研究和材料科学研究方面不可或缺的手段之一。显微硬度实验在金属材料研究的应用主要有：

  1. 工艺检验方面，主要用于测定小工件、薄件硬度，也可测定镀层、强化层等的强度；

  2. 用于金相学和金属物理学方面，研究金属结构、金相分辨以及晶体特性的测定。通过对压痕形状的观察可以研究金属各组成相的塑性和脆性；

  3. 可以研究新合成材料的组成成分特性，为研究新材料和合金提供条件。为了研究热轧双相钢显微硬度与组织状态、工艺参数之间的关系，本文采用了维氏硬度计对双相钢中的马氏体和铁素体的显微硬度进行了测定。

二、热轧双相钢显微硬度测量方案

  a. 实验设备

   HVS一1000型数显显微硬度计

  b. 试样制备

   为了测定热轧双相钢中铁素体和马氏体显微硬度，本实验采用金相实验中经过腐蚀的金相试样进行双相钢的显微硬度测定。试样制各过程中应保证试样表面光洁、无油污。对于较小的试样，应将其镶嵌在塑料或其他软质材料上，但是镶嵌材料应有足够的强度，使其在实验时不产生位移。

  c. 实验方案

   实验选用的负荷要根据试样或者镀层的厚度和硬度范围两定，在试样厚度允许的范围内应尽量采用较大的负荷，以保证获得较大尺寸的压痕，从而减少测量过程中的误差。但是对于过硬的物质不应采用过大的负荷，以免造成压头的损坏。因此，本实验选取的载荷为0.245Ｎ，保温时间为20秒。为了保证其显微硬度的准确性，浙江至德钢业有限公司对每个热轧试样的铁素体相和马氏体相的显微硬度均进行了多次测量，然后取平均值。