硬度測試機常見問題
在此可找到關於 Instron 硬度測試系統的常見問題解答,包括洛氏硬度標尺的選擇與限制、Tukon 微壓痕測試、維氏與努氏壓頭、試塊校正,以及 2000 系列、M200、M250 與 Tukon 2100 測試機的疑難排解。若需適用於所有 Instron 產品的認證文件與技術支援涵蓋選項,請造訪我們的主要技術支援常見問題。
我應該多久驗證或校正一次測試機?
我們建議每年進行一次。
我的試塊需要多久校正一次?
目前尚無已發布的規範要求試塊重新校正。
我如何判斷我的試塊已不再適用?
測試塊的使用壽命由壓痕的數量和接近程度決定。任何兩個相鄰壓痕中心之間的距離應至少為壓痕直徑的三倍。從任何壓痕中心到測試塊或測試件邊緣的距離應至少為壓痕直徑的兩倍半。測試僅應在試塊的頂面進行。
如果我不知道材料的硬度,應該使用哪一種洛氏硬度標尺?
建議使用 HRA 標尺(使用金剛石壓頭與 60 kg 載荷)。金剛石壓頭不太可能因在軟材料中壓入過深而受損;相較之下,若材料過硬,球壓頭可能被壓扁或損壞。
洛氏硬度標尺有哪些限制?
在球壓頭標尺的低硬度端,鋼球可能壓入過深,導致端帽與試樣接觸而損壞端帽。對於金剛石壓頭而言,當壓頭沿金剛石圓錐部位更深壓入時,測試靈敏度會降低。在硬度標尺的高端,限制主要來自壓頭破裂或壽命降低的可能性,例如以 C 標尺測試硬質合金,而非建議的 A 標尺。球壓頭在高於 HRB95 的測試中,可能因測試而產生平坦磨耗點。
是否有表格列出適合使用洛氏硬度標尺測試的材料類型?
有。該表格可在 ASTM E-18 中找到。請透過網路聯絡 ASTM:https://www.astm.org。另有材料測試網站:https://www.matweb.com
我可以在表面洛氏硬度測試機上進行一般測試嗎?
不,您不能。
我可以在一般洛氏硬度測試機上進行表面測試嗎?
不,您不能。
我的一般洛氏硬度測試機可以改裝以進行表面測試嗎?
不,不能。除非它是 2000 型測試儀。如果是,則可以透過程式設定進行表面測試。
我的表面洛氏硬度測試機可以改裝以執行一般測試嗎?
不,不能。除非它是 2000 型測試儀。如果是,則可以透過程式設定進行一般測試。
一般洛氏硬度標尺的壓入深度是多少?
一個洛氏硬度數值代表 0.002mm(0.000080 in.)的壓入量。因此,HRC 60 的讀值表示從初負荷到主負荷的壓入量為 (100 - 60) X 0.002mm = 0.080 mm 或 0.0032 in.;HRB 80 的讀值表示壓入量為 (130 - 80) X 0.002 mm = 0.100 mm 或 0.004in.
注意:上述的 100 與 130 為該標尺的無限硬度數值。
表面洛氏硬度標尺的壓入深度是多少?
每一個表面洛氏數值代表 0.001 mm 或 0.000040 in. 的壓入量。因此,30N80 的讀值表示由初載荷到主載荷的壓入量為(100 - 80)× 0.001 = 0.020 mm 或 0.0008 in. 註:計算中使用的 100 為所有表面標尺通用的無限硬度數值。
一般洛氏硬度標尺的無限硬度數值是多少?
使用金剛石壓頭的標尺,其無限硬度數值為 100;使用球壓頭的標尺,其無限硬度數值為 130。
表面洛氏硬度標尺的無限硬度數值是多少?
所有表面洛氏硬度標尺的無限硬度數值皆為 100。
造成硬度讀值不正確的原因有哪些?
請檢查以下項目:
- 更換錯誤或損壞的壓頭。
- 更換磨損或損壞的砧座;必要時更換。
- 清除砧座或壓頭下方的污垢與油汙。
- 調整施加主載荷的速率。
- 以新的試塊更換原試塊。
為什麼我的測試讀值會偏高幾個點?
請確認已選擇正確的載荷。若選擇的載荷過小,壓痕會明顯較淺。
看起來在 C 標尺測試時,壓頭似乎穿透了硬化材料。
若洛氏測試的目的在於量測表面特徵(例如滲碳硬化)的硬度,所選標尺應以硬化層厚度為依據。洛氏 C 標尺硬度 C60 的壓入深度為 0.0032 in.,而其 A 標尺等效值 HRA 81.2 的壓入深度僅 0.0015 in.。若選用如 15N 等表面洛氏標尺,等效壓入深度可達 0.0003 in.。
如何判定材料厚度?
壓痕周圍的材料會在遠低於壓痕深度的範圍內產生塑性變形。若材料太薄,變形會流入砧座,可能導致讀值錯誤。必須依材料厚度與最低硬度,選擇具有適當力值組合與壓頭尺寸的洛氏硬度標尺。ASTM 建議:使用球形壓頭時,最小厚度應為壓入深度的 15 倍;使用金剛石壓頭時,最小厚度應為壓入深度的 10 倍。圖表 55 與 ASTM E-18 表 7-10 提供最小厚度與硬度的建議。
此圖表為 Wilson 換算圖表的一部分。Wilson 換算圖表可向銷售部門索取,電話 800-695-4273。您也可以聯絡 ASTM:https://www.astm.org
在已知材料硬度的情況下,取得洛氏硬度量測所需的厚度是多少?
請使用圖表 55(最小硬度 vs 厚度圖表)。此圖表為 Wilson 換算圖表的一部分,可向銷售部索取(800-695-4273)。您也可在 ASTM E-18 中找到。
聯絡 ASTM: https://www.astm.org
如果材料太薄而無法單獨測試,我可以堆疊試片以增加厚度嗎?
不可以。將一層或多層金屬材料堆疊在一起,無法彌補材料厚度不足;層與層之間的材料流動會造成量測不準。
如果我的換算範圍受限,是否表示測試機有問題?
不會。測試機的換算功能是依據 ASTM E140 的表 1 與表 2 中的資料進行程式設定,該資料定義了換算範圍。若要取得 ASTM E-140 的副本,您可聯絡 ASTM:https://www.astm.org。
我可以將 Tukon 微壓痕測試機的測試結果換算為洛氏 C 標尺嗎?
不可以。ASTM E-140 與 Wilson 換算掛圖皆規定,努氏(Knoop)測試的最小負荷為 500 克。若要取得 Wilson 掛圖,請聯絡銷售部門:800-695-4273。
我可以在未以碳化鎢球校正的試塊上使用碳化鎢球壓頭嗎?
是的,您可以,但您的讀數會較低,比正常值低多達 1 點。
測試時的變形也會向外延伸嗎?
是的,因此靠近邊緣或相鄰壓痕的距離至關重要。ASTM 建議壓痕中心與最近的相鄰壓痕之間的距離應為壓痕直徑的 3 倍。壓痕中心到最近邊緣的距離必須至少為壓痕直徑的 2 ½ 倍。
什麼是努氏(Knoop)壓頭?用途是什麼?
努氏壓頭為精密研磨的金剛石,形成以菱形為底的金字塔。從垂直於試樣表面的方向觀察,壓痕外形為菱形,其對角線長度比約為 7:1。
由於努氏壓頭的幾何形狀,在輕負荷下可得到長度可精確量測的壓痕。壓痕深度約為長對角線長度的 1/30。
因此非常適合測試極薄的鍍層、滲碳硬化鋼的薄硬化層、薄金屬與箔材、薄的脫碳層,以及堅硬且脆性的材料。此壓頭對試樣表面平坦度、上下表面平行度,尤其是表面光潔度的要求非常敏感。
什麼是維氏(Vickers)壓頭?用途是什麼?
Vickers 壓頭為研磨成正方形底金字塔形的金剛石,面與面之間的夾角為 136 度。壓痕深度約為其對角線長度的 1/7,壓入深度約為 Knoop 壓頭的兩倍。較大的壓入深度使 Vickers 測試對表面條件(包含試樣的平坦度、平行度與表面光潔度)較不敏感,因此適用於不適合進行 Knoop 測試的材料。然而,較大的壓入深度也使其較不適合測試極薄箔材與類似材料。此外,在相同載荷下,Vickers 壓痕較短,對量測誤差更為敏感。
微壓痕與宏壓痕有何差異?
微壓痕使用 10 grams 至 1000 grams 的載荷;宏壓痕使用高於 1000 grams 的載荷。
如何讓我的 Tukon 微壓痕測試機校正,以讀取更小的壓痕?
依據 ASTM E384,不建議對對角線小於 20 微米的壓痕使用標準化試塊進行間接驗證。若要取得 ASTM E-384 的副本,您可聯絡 ASTM:https://www.astm.org
具數位測微目鏡(digital filar)選配的 Tukon 200 系列可儲存多少筆測試?
可儲存最多 1000 個硬度值。
我的 Tukon 200 系列測試機在測試循環中卡住,且開始測試指示燈一直亮著。
可能有人在測試開始後嘗試旋轉轉塔。
請依下列步驟操作:
- 關閉測試機電源。
- 查看黑色保護罩內鑽石壓頭的位置。重新安裝時,必須知道鑽石尖端到保護罩開口的距離。
- 鬆開黑色保護罩的 8/32 止付螺絲並取下保護罩。
- 用一隻手輕輕向下拉壓頭。
- 用另一隻手將轉塔旋轉到下一個位置,然後放開壓頭。
- 開啟交流電源,讓測試機完成循環。
- 將轉塔旋回壓頭位置並進行一次測試。若正常,重新安裝保護罩。
- 現在請使用上述步驟 2 所取得的資訊,檢查保護罩與壓頭末端的對準情況。若鑽石末端到保護罩開口的間隙不正確,將會發生問題。
- 再進行一次測試,以確認保護罩位置是否正確。
若仍有問題,可對保護罩位置做小幅調整後再測試。
若無法完成此調整,請取下保護罩,致電維修 800-473-7838,並要求派遣現場服務代表到場。
我的 Tukon 2100 測試機測試不正確。
按下 RETURN 按鈕以停止測試。
先前顯示的 Waiting to Contact Surface 訊息應改為 Ready for Ind or Meas。若未更換,請按下 STAND BY 鍵,等待螢幕變黑後再按一次 STAND BY 鍵。
接著,檢查壓頭是否牢固就位、荷重元是否鎖緊;在較新的測試機上,直接連接於荷重元的順從元件也應鎖緊,然後確認試樣是否已對焦。
開始測試,但請密切注意壓頭在初始下落時是否接觸到試樣;它不應接觸。
初始下落後,壓頭應緩慢移動至試樣表面。在此移動期間,應顯示 Waiting to Contact Surface 訊息。
當壓頭接觸表面後,訊息會改為 Testing MFA。
若未發生上述情況,請依前述方式重設測試機,選擇最低倍率的物鏡並嘗試測試。
若測試正常,請依使用者手冊中的程序重新設定您的同焦性(Parfocality)。
如需維修,請致電 800-473-7838。
如果我在 M200 或 M250 的測試畫面上看到 E 錯誤,代表什麼問題?
若為新機台,或您第一次測試新的試塊,請仔細檢查試塊,確認是否已撕除每個試塊隨附的薄膜保護層。若您測試的是另一塊金屬,請檢查測試機設定是否與試件材質類型相符。接著以試塊進行一次測試,確認讀值是否正常。若不正常,請檢查鋼球是否在試塊表面留下壓痕;若沒有,測試機可能需要維修。客服電話:800-473-7838。
在 M200 或 M250 上測試表面硬化試樣時,是否有最小深度要求?
有。熱處理工件表面硬化層的深度應等於或大於 0.03 in.(0.8 mm)。否則,工件表面因變形與振動可能導致硬度值偏低。
使用 M200 或 M250 手持式測試機時,試片是否有最小厚度要求?
有。受測工件的最小厚度應為 0.125 in.(3 mm),且必須固定在工作台或支撐物上。
使用 M200 或 M250 量測時,試片表面粗糙度是否有要求?
有。為消除因測試表面粗糙度可能造成的量測誤差,表面應拋光至呈現金屬光澤。表面粗糙度(Ra)必須限制在小於或等於 2 微米,相當於 V6 或以上的光潔度。
使用 M200 或 M250 手持式測試機時,試片是否有重量要求?
有。重量超過 11 lbs.(5 kg)的實心工件可直接測試。重量 6 至 11 lbs.(3–5 kg)且具有懸臂或薄殼的工件,應固定於重量超過 11 lbs.(5 kg)的底座或支撐物上,以避免測試時彎曲、變形與位移。重量小於 4 lbs.(2 kg)的工件應固定於工作台或支撐物上。工件與支撐物之間的接觸面必須乾淨、堅硬且平滑。請在工件與支撐物的接合面塗抹凡士林或黃色潤滑脂。固定工件時,將工件牢牢壓在支撐物上,並前後移動工件以排除兩接觸面之間的空氣。
為什麼我的壓痕量測顯示可能無法正確顯示?
最可能的原因是有人不小心將 Digital Filar 盒背板上的 Calibration 開關切到 Read 位置。測試與量測期間,該開關必須設定為 OFF。
為什麼我的測試樣品在先前完成相同測試後,這次卻無法產生硬度值?
我的 2000 測試機在測試循環中將壓頭推穿材料並進入砧座。
問題原因是測試開始時壓頭已與材料接觸。測試循環開始時,測試機會將壓頭上的力歸零(通常為零力)。若試樣已接觸壓頭,測試機會把該接觸力也歸零,並從該點開始施加載荷,可能導致壓頭更深地壓入或穿透材料。將壓頭稍微抬起,確保材料未接觸壓頭,應可排除此問題。
我的 2000 系列測試機顯示器在三十分鐘後關閉。
您的測試機已進入「睡眠模式」。請按下使用者介面上的電源按鈕,螢幕將會亮起。無法停用「睡眠模式」功能。
為什麼我的 2000 型號在測試中停止並提示錯誤訊息?
當被測試樣品未在壓頭正下方正確對準時,就會發生此問題。施力於試樣時,壓頭會以非完全垂直的角度向下移動。發生錯誤時,操作人員無法將壓頭從試樣上點動移開。請執行以下程序:
- 在控制面板上捲動 Menu Field 清單至 CALIBRATE 選單,並選擇 Calibrate Depth。
- 在狀態選單顯示 [Calibrating Depth] 之前,操作人員可按下 Jog Up 按鈕,使施力從試樣上解除。
- 壓頭離開試樣後,建議操作人員再執行一次深度校正(請參閱操作手冊)。
我的砝碼式測試機的砝碼實際重量是否等於其上標示的重量?
不,不一致。它們是以累加方式堆疊的。例如,在一般標尺洛氏硬度計上,60kg 的砝碼實際重量為 2230g 或 1849g(取決於您的動力槓桿是鑄鐵還是鋁製),100kg 的砝碼實際重量為 1600g,150kg 的砝碼實際重量為 2000g。
您是否有關於運送我的阻尼器(dashpot)或砝碼式硬度測試機的建議?
首先,不要將測試儀側放,否則油會漏出。其次,取下砝碼並分開包裝。最後,在動力槓桿周圍包裹一些泡沫或氣泡膜以防止其移動。是的,它可以固定在包裝托盤上,只需確保沒有任何帶子橫跨在升降螺桿上。記得也要取下壓頭、試塊和砧座。
如何在 U-Tronics 印表機上執行自我測試功能?
要使用印表機的自我測試功能,請先開啟印表機電源,並將印表機設定為離線模式。離線模式表示只有紅燈亮起,因此如果綠燈亮起,請按 SEL 按鈕將其關閉。接下來,按住 LF 按鈕,然後在按住 LF 按鈕的同時按下 SEL 按鈕。印表機應開始列印自我測試圖案,一旦開始列印,您就可以放開這兩個按鈕。要停止列印,請按 SEL 按鈕,或者您可以等待印表機逾時。
我的測試機 RS-232 設定為何?
500 系列:
若要設定 2400 baud,500 系列測試機上的 DIP 開關應設定如下:DIP 開關 1 1 = On(未使用)=0 2 = On(未使用)=0 3 = On(未使用)=0 4 = On(未使用)=0 5 = On(未使用)=0 6 = On(字長:Off=7 字元,On=8 字元)=0 7 = On(Off=奇校驗,On=偶校驗)=0 8 = On(同位檢查:Off = 啟用,On = 無)=0 DIP 開關 2(鮑率)1 = On = 0 2 = Off =1 3 = On = 0 4 = Off =1 5 = Off = 1 6 = Off = 1 7 = Off= 1 8 = Off = 1
600 系列:
測試機預設為:Baud = 2400 Parity = None Data Bits = 8 Stop Bit = 1
這些設定不可調整。
2000 系列:
(預設設定) Baud = 9600 Parity = None Data Bits = 8 Stop Bit = 1
如需變更這些設定的說明,請參閱您的操作手冊。
U-Tronics 1024 印表機的 RS-232 設定為何?
500 與 600 系列測試機:
DIP SW 設定(位於印表機可拆式上蓋下方、電路板右側。)
1 = On 2 = On 3 = Off 4 = On 5 = On 6 = Off
這些設定適用於:
Baud = 2400 Parity = None Data Bits = 8 Stop Bit = 1 2000 系列
若要設定 9600 Baud,DIP 開關設定如下:(位於印表機可拆式上蓋下方、電路板右側。)
1 = On 2 = Off 3 = Off 4 = On 5 = On 6 = On
若要設定 1200 Baud,DIP 開關設定如下:
1 = Off 2 = Off 3 = On 4 = On 5 = On 6 = On
為什麼我的 U-Tronics 印表機無法在數位 500 系列測試機上列印?
測試機與印表機的鮑率必須相同。
出廠設定為:無同位檢查、8 個資料位元,以及偶同位檢查。
確認所有開關設定正確後,將纜線連接於印表機與測試機之間,開啟印表機電源並按下 SEL 按鈕。
印表機的紅燈與綠燈都應亮起。
接著,開啟測試機並進行測試。測試機開機前,印表機必須先開機並處於 Ready 狀態。
若仍無法列印,請嘗試執行印表機的自我測試功能:先保持印表機電源為 ON,並讓印表機處於離線(Offline)模式。離線模式表示只有紅燈亮起;若綠燈亮著,請按下 SEL 按鈕將其關閉。
接著,按住 LF 按鈕不放,同時按下 SEL 按鈕(仍保持按住 LF)。印表機應開始列印自我測試圖樣;一旦開始列印即可放開兩個按鈕。
若要停止列印,請按下 SEL 按鈕,或等待印表機逾時停止。
若自我測試正常但在測試儀控制下仍無法列印,請致電維修:800-473-7838。
我可以在哪裡找到硬度機的試塊與手冊?
請聯絡 Instron 銷售部:800-695-4273。