GB／T 21838.1-2019 标准规范下载简介：

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GB／T 21838.1-2019 金属材料 硬度和材料参数的仪器化压入试验 第1部分：试验方法

3倍，两相邻压痕中心之间的距离至少应为最大压痕直径的5倍。 以上所述的压痕直径是球形压头得到的压痕在试样表平面上的圆形压痕的直径。对于非圆形压 良，压痕直径为压痕最小外接圆直径。当压痕边角出现裂纹时，压痕直径宜包含这个裂纹。 以上规定的最小间距适用于陶瓷材料、金属材料（如铁及其合金）。对其他材料，推荐间距至少为 10倍压痕直径。 如有异议，建议将第一点压痕值和随后所进行的一系列压痕值进行比较，如果存在明显差异，说明 压痕过于密集，宜增大压痕间距（建议将压痕间距加大1倍）。 对于覆盖层横截面上的压人试验（如为避免因表面粗糙影响试验结果），可能没有足够的覆盖层厚 度来满足上述规定的的最小间距要求。如果有实验证据表明较小间距不显著影响试验力/压入深度/时 间数据的收集，可选用较小的间距

试验报告应包括如下内容：

QCDX 0001S-2016 长春市东鑫食品有限公司 冷面试验报告应包括如下内容： a）本部分标准编号。 b）与试样有关的详细资料

A.2.1马氏硬度HM的测定

只有在相同深度下获得的马氏硬度值具有可比性。 维氏压头和玻氏压头的α角的定义如图A.1所示。 维氏压头的接触表面积见式（A.2），玻氏压头的接触表面积见式（A.3）。 维氏头

A,(h)= 4 X sina Xh2 (A.2) cosα ...(A.3 cOSa

1早期定义的通用硬度HU,见参考文献[1]。

对显微和宏观范围，为便于硬度值的比较，试验力宜选择1N、2.5N、5N、10N或它们的10倍关系 的数值。 对于特定的用途，有时需要在规定的时间内保持规定的试验力恒定。试验力保持时间宜精确 至0.5S。 马氏硬度的适用范围见图A.2

图A.1测定HM值时的压头形状

A.2.2马氏硬度HM的表示方法

图A.2马氏硬度、压入深度和试验力之间的关

HMs = m²A.(h)/h

主1：式（A.5)中HMs的单位为MPa，换算成GPa需要乘以1C 注2：对于维氏压头（2α=136°），A，（h）=26.43Xh²；对原始玻氏压头（α=65.03°），A，（h）=26.43Xh²；对改进型 氏压头（α=65.27°)，A，（h）=26.98Xh²

A.3.2马氏硬度HMs的表示方法

机振动的影响也很小。对硬度随压人深度变化的试样，HMs和A.2.1计算得到的HM有差异，此时，可采 A.3.3给出的马氏硬度的微分概念，HM

表面租随度引起的不确定度，试验结果受试 机振动的影响也很小。对硬度随压入深度变化的试样，HMs和A.2.1计算得到的HM有差异，此时，可采用

HMaiff ah A a/F b

HMaff ·(A.6) ah A aF h 2

A.4.1压入硬度H.的测定

压入硬度H表征材料抵抗永久变形或损伤的能力，式（A.7)给出了一阶近似下的Hπ

B一常数； m一一与压头的几何形状和塑性性质有关的指数。 B和m由试验力卸除曲线的拟合幕定律关系确定。 通常，在98%Fx和20%F的范围内进行最小二乘法拟合，但也会由于卸载曲线的数据质量而 有所变化。如有要求拟合曲线从50%或更少开始，则压人试验将被认为是非正常的，应给予特别的说 明。卸除曲线在最大试验力Fmx处的斜率可以通过求拟合幂指数函数的微分得到，该斜率和位移坐标 轴的截距即h，。 如果指数m超过一定值，由此得到的h，应非常慎重的解释（例如，m大于1.5表示结果有一定的 时间依赖性，m大于2表示接触区域面积小于压头，这是不可能的，见参考文献[16])。 所得到的m被用来计算e（m），这可以完全用式（A.10）或适当的近似值计算（A.11），采用该计算 去，在1.05≤m≤5的范围，误差小于0.5%

可引用其他的近似值，如使用表A.1(见参考文献[22])

表A.1不同几何形状压头的修正因子8

压入深度>6um时，可根据压头的理论几何形状算出投影面积A，的一阶近似值。 ）维氏压头：

注4：式中Hr.o的单位为MPa，换算为GPa需要乘以10 b）玻氏压头，

Hrr.o A,(h.) 4htana

3.3 . h' tana

A.4.2压入硬度H的表示方法

A.5.1压入模量Em的测定

平面应变模量值 卸除试验力时间，单位为秒(s) 最大试验力保持时间，单位为秒(s) 施加试验力时间，单位为秒（s) 试验力，单位为牛顿(N)

A.6.1压入蠕变率Cm的测定

平面压人模量，计算中所使用的泊松比值需给出 和参考文献[8给出了金属及合金的杨氏模量与E之间

压人蕴变是指在保持值定试验 B.1a),图 B.1b)和图 A,31

一开始保持试验力时（t）的压人深度，单位为毫米（mm）； h2——结束保持试验力时（t2）的压人深度，单位为毫米（mm）。 注1：式（A.17)中压入蜻变率C用百分数给出。 注2：热漂移对蟠变数据有重要影响

A.6.2压入螺变率Cm的表示方法

图A.3压入蠕变的说明

A.7.1压入松弛率Rr的测定

压入松弛是指在保持恒定的压人 到的试验力变化，可按式（A.18）计算试验力的相对 变化，结果以%表示。压人松弛可以表征是材料松弛厂见图B.2a)，图B.2b)和图A.41：

F,一一压人深度达到恒定时的试验力，单位为牛顿(N)； F2一压人深度保持一段时间恒定的试验力，单位为牛顿（N)。 注：式（A.18)中压人松弛率R是百分数

A.7.2压入松弛的表示方法

压人松弛（试验力的相对变化） 保持压人深度恒定时间（t2一t;），单位为秒（s） 施加试验力时间，单位为秒（s） 规定压人深度，单位为微米（um）

压人松弛（试验力的相对变化） 保持压人深度恒定时间（12一t:），单位为秒(s) 施加试验力时间，单位为秒（s） 规定压人深度，单位为微米（um）

A.8压入功的塑性部分和弹性部分

A.8.1压入功的塑性部分和弹性部分的测定

图A.4压入松弛的说明

压入试验过程中，机械功Wtotal在施加试验力过程中只有一部分以塑性变形功Wplast的形式消

在卸除试验力过程中，其余部分作为可逆的弹性变形功Welast得到释放。根据机械功的定义W=JFdh 两部分功用图A.5中的两部分面积表示。式（A.19）适用于表征试样的这些性能

注：式（A.19)中7是百分数

塑性部分Wls/Wtaal如式（A.21）所示：

T=Wotal Wrotal = Welast + Wolast

=Wtotal (A.19) W rotal = Welast + Wplas .（A.20)

Wrotal = Welast + Welas

如果机械功不是通过已记录的压人曲线的积分计算得到，而是通过特殊步骤如使用拟合曲线时得 到的，应在报告中应指出

A.8.2压入功弹性部分nm的表示方法

图A.5压入功的塑性部分和弹性部分

图B.1控制试验力方式示意图

图B.2控制压入深度方式示意图

附录C （规范性附录） 试验机柔度和压头面积函数

（规范性附录） 试样表面粗糙度对试验结果准确度的影响

本附录来源于实验室间维氏压头比对试验结果，见参考文献[9」。 试样表面粗糙度会在压入深度较小的情况下造成点对点的接触，增加接触面积的不确定度。当压 入深度较大时，接触面积的不确定度通常可以认为和压人深度的不确定度，和表面粗糙度成正比。 为保证由于表面粗糙度导致的压人深度的不确定度小于5%，h至少应为表面粗糙度Ra的 20倍即，

JJG(交通) 094-2009 水泥混凝土拌合物含气量测定仪1不同试验力F下样品最大允许表面粗糙度R

度<5%的要求可导出最小压人深度。 在纳米范围和显微范围的下限对较高硬度的试样进行试验时也许不能满足式（E.1)的要求。为了 降低试验结果平均值的不确定度，可增加试验次数，并在试验报告中说明。 在纳米范围和显微范围内试验时，推荐对压头压人接触面积区域的表面粗糙度进行测量，或采用合 适的方法观察。通常，表面粗糙度可从已知粗糙度试样的对比或分批抽样中得到。对宏观范围试验，肉 眼观察下，样品表面光滑、抛光或镜面抛光就足够了。对显微范围的试验，镜面抛光的金相样品是足 够的。

（资料性附录） 压入硬度H和维氏硬度HV的换算

对大多数材料，通过选用适当的换算因子，压入硬度H"可换算为维氏硬度HV。 警告：尽管这种方法可以换算，但由此得到的任何等效的HV值并不能代替实际HV值。 从一个理想几何形状的维氏压头或一个已知投影面积的维氏压头可导出一个简单的面积函数。此 时，测出的硬度Hr（用GPa表示）乘以换算因子就得到维氏硬度值HV（用kgf/mm²表示）。对任一压 人深度，维氏压头投影面积A，和表面积A，之比是一个常数（见式F.1)，即：

里，g，是重力加速度，通常为9.80665m/s.因此

对于原始玻氏压头HJ 668-2013 水质 总氮的测定 流动注射-盐酸萘乙二胺分光光度法，式（E.4）显示，