本標準代替GB/T 21838.4-2008
本文件規定了金屬和非金屬覆蓋層硬度和材料參數的儀器化壓人試驗方法,它特別適用于納米/顯微范圍內的薄覆蓋層試驗。如果壓入深度相對于覆蓋層厚度很小，以至于在任何可能情況下都可以忽略基體材料的影響而將覆蓋層當作塊體材料時.沒有必要采用本文件,該情況下的試驗限制條件會在本文件給出。
本方法僅限于對試樣表面進行垂直壓入的單層覆蓋層試驗,但如果相對于壓痕尺寸來說,每一層的厚度或梯度大于測量分辨率,則也可在其橫截面上測量有梯度和多層覆蓋層材料的性能。
本方法不限定材料的類型,它適用于金屬和非金屬覆蓋層。在本文件中,術語“覆蓋層”用于描述與連接基體不同并有著均勻性質的任何固體層。該方法假定覆蓋層性能不隨壓入深度變化。對于復合材料覆蓋層，如果微觀結構尺寸小于壓痕尺寸,復合材料覆蓋層可以被視作均勻的。
本文件僅適用使用頂端曲率半徑足夠小的棱錐或圓錐形壓頭,從而保證測量所產生的塑性變形發生在覆蓋層內部。對粘彈性或易發生蠕變的材料,試驗時間對其硬度測量影響很大。
注1:ISO 14577-1、1SO 14577-2和ISO 14577-3規定了在所有力和位移范圍內塊體材料的儀器化壓入試驗方法。
注2:這里采用的分析中未考慮壓痕的凸起(pile-up)或凹陷(sink-in)。使用原子力顯微鏡(AFM)評價壓痕的形狀以確定壓痕周圍表面的凸起或凹陷，這些表面效應導致分析中接觸面積的低估(凸起)或高估(凹陷)，進而可能影響測量結果。凸起通常發生在完全加工硬化的材料上。由于覆蓋層塑性變形區域中應力的約束,軟的延性好的薄覆蓋層材料更易形成凸起。文獻表明，測量硬度時凸起會導致實際接觸面積的增加，而這種影響對壓人模量的測量不明顯，因為凸起部分的剛性偏低。
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