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2015年硬度计培训课程.ppt 51页
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* * * * * * * * * * 材料 布氏硬度 K 钢及铸件? &140 10 &140 30 铜及其合金 &35 5 35－130 10 &130 30 轻金属及其合金 &35 1.25 2.5 35－80 5 10 15 &80 1 铅、锡 1.25 布氏硬度的K值选择表 * 用布氏硬度方法测定材料的硬度时： 1.5.1、首先应根据试样的厚度选择合适的压头和载荷。 试件的厚度至少应为压痕深度的10倍。当试样厚度足够时，应尽可能选择直径10mm的压头，然后再根据材料及其硬度值范围根据K表选择合适的K值，从而算出载荷值。
试验后，应该校核是否满足关系式。
如果不满足，应该重新选择载荷重做试验。 1.5、布氏硬度的测定方法 * 黑色金属 有色金属 维氏硬度小于35的材料 1.5.2、对试件施加载荷。 此时应保证载荷与材料表面垂直，载荷应均匀，不得有冲击和振动。
1.5.3、在载荷作用下保持一定的时间。 不同材料类型，载荷保持时间不一样，原则是软材料因为发生长时间的塑性变形，其保载时间应该长。一般规定： 压头直径大、施加载荷大、压痕面积大。 能反映出较大范围内材料各组成相的综合平均性能。 不受个别相和微区不均匀性的影响。 * 1.6、布氏硬度的特点： 具有粗大晶粒或粗大组成相的材料，如灰铸铁、轴承合金。 特别是对于较软的金属，如纯铝、铅、锡，测定的硬度非常准确。 适用范围： 优点：分散性小，重复性好 缺点： 压痕较大
测定压痕直径耗时耗力
压头本身变形不能忽略 不适用范围：零件表面的硬度测试，
薄壁件或表面硬化层的硬度测试，
大批量样品的硬度测试。 * 将压头在一定压力下压入被测材料的表面，直接测量压痕深度，根据压痕深度定出材料的硬度 。压痕越深则硬度值越低，反之则硬度值越高。 2.1、洛氏硬度计的原理 将主载荷去除，若试件表面的压痕完全回复，此时硬度值为k 将主载荷去除后，试件表面的压痕深度为h，此时硬度值为 式中0.002表示一个洛氏硬度单位，K是一个与压头类型有关的无量纲常数(为金刚石圆锥压头时k＝100，为淬火钢球压头时k＝130)。 * 洛氏硬度试验常用的压头有两类：
即顶角为120度的金刚石圆锥体和直径为1.588mm的钢球压头。 采用不同压头并施加不同的压力，可以组成不同的洛氏硬度标尺。生产上常用的为A，B和C三种标尺。其中又以标尺C用得最普遍。用这三种标尺测得的硬度分别记为HRA，HRB，HRC。
如： 60HRA表示用A标尺测定的洛氏硬度值为60。 * 2.2、洛氏硬度的不同标尺及应用 标尺 硬度符号 压头类型 初始载荷 (kgf) 主载荷(kgf) 总载荷(kgf) 测量硬度范围 应用举例 A HRA 顶角为120o的金刚石圆锥体
10 50 60 20~88 硬质合金、硬化薄钢板、表面薄层硬化钢
B HRB 直径为1.588mm 的钢球
90 100 22~100 低碳钢、铜合金、铁素体可锻铸铁
C HRC 顶角为120o的金刚石圆锥体 140 150 20~70 淬火钢、高硬度铸件、珠光体可锻铸铁
* a) 加预载荷，如图a，此时测得压入表面的深度为h2 b) 加主载荷，测得压入表面的深度为h3 c) 卸除主载荷但保留预载荷，测得压入表面的深度为h1 残余深度h=h1-h2，代入 即可求出洛氏硬度值 以C标尺为例： 2.3、洛氏硬度的测量过程 * 思考题：为什么用金刚石圆锥和钢球压头时，K值分别取100或130 答：当压头为金刚石圆锥体时，因为规定用于测量较硬的材料，一般不会出现压入深度为0.2mm，而使硬度值为零。 当压头为钢球，多用于测量较软的金属，压入深度较深，有时可能达到0.2mm ，甚至更多。若K值定为100时，硬度值会等于零或甚至出现负值。 为避免出现上述情况，将用钢球压头的洛氏标尺值定为130。故此时的洛氏硬度值为 * 2.4、优点和适用范围： 硬度值可从硬度机的表盘上直接读出，简便迅速，工效高，适用于成批生产 其使用负荷较小，所产生的压痕与布氏硬度试验相比也较小，因而对试件没有明显损伤，可用于半成品和成品检验 因加有预载荷，可以消除表面轻微的不平度对试验结果的影响 洛氏硬度测定时采用金刚石或钢球作压头，不同的主载荷，可根据材料的软硬加以选用 ① 不同标尺间测得的数值无法进行相互比较 ； 2.5、缺点和不适用范围： ②
由于压痕小，所以洛氏硬度对材料组织不均匀性很敏感； ③
测试结果比较分散，重复性差，因而不适用具有粗大、不均匀组织材料的硬度测定。 * 特点：原理与洛氏硬度相同
预载荷减小为3kgf
硬度单位由0.0
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维修布氏硬度计
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布氏硬度（HB）：是以3000Kg的载荷把用一定直径的钢球或硬质合金球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为N/mm2。因为布氏硬度计的最大试验力可达到3000Kg，适合打铸铁等高硬度材料的工件。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观又方便。布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试，锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。
维修布氏硬度计故障解决
载荷误差超过±1.0%或不稳定
造成这种故障的原因及排除方法：（1）力点刀刃松动，应调整力点刀刃并拧紧；（2）力点刀刃和支点的磨损会不同程度地增加载荷误差，应研修刀刃；（3）载荷杠杆上的调整块位置不适当，可根据情况向前或向后移动，调整合适后固定紧；（4）压缩弹簧锈蚀，增大了与压轴、主轴衬套的摩擦，应清洗生锈部位并上防护油或更换之。（5）加荷不平稳，有冲击振动现象，应排除引起不平稳的因素。
加荷速度不能控制在规定的时间内
加荷速度过快或过慢，主要是减速器用油粘度过小或过大，应清洗减速器，并更换减速器用油。
测定的硬度值与标准硬度块示值不一致
造成这种故障的原因及排除方法：（1）布氏安装不水平，应将布氏硬度计调至水平；（2）钢球表面不光洁或直径超过允差，应用千分尺挑选合格的钢球换上；（3）压痕测量装置误差偏大，应调整压痕测量装置的允许误差，使其≤±0.5%；（4）砝码不能垂直放置，砝码与硬度计后盖擦靠，应检查吊环是否挂在重点刀刃上，吊架吊杆是否平直，否则应将吊环挂于重点刀刃上，校直吊架吊杆；（5）主轴与试台平台垂直度，主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度超差，应分析视其情况进行主轴与试台平台垂直度、主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度的调整。
布氏硬度计反复加卸载荷
造成这种故障的原因及排除方法：（1）按键开关顶杆过长，转向开关A、B触点与A1、B1触点不能脱开，应调节顶杆长度并固定之；（2）换向开关安装位置不当，活动挡板不能触动换向开关上的销子，造成换向开关不换向，应调整换向开关的安装位置。
布氏硬度计载荷全部加上时停机
此种故障原因为换向开关接触点有烧伤、烧蚀现象，造成接触点接触不良，应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。
按下开关，硬度计不动作，但有嗡嗡的电流声
此种故障原因为电机缺相，应检查电源是否正常，电源插头是否插好，电缆线是否有断路，电源开关是否完好，电机接线是否接牢，电机线圈是否烧坏一组以及换向开关触点接触是否良好等，应视其情况
分别予以排除。
维修布氏硬度计应用
锤击布氏硬度计主要用于测试各种大型的、组装的、不可切割或不便移动的工件。一般用于测试大中型铸件、锻件、钢材、有色金属以及经调质热处理的半成品工件。
维修布氏硬度计特点
1. 锤击布氏硬度计操作简单，携带方便，不用取样，试验速度快，对试样表面要求低。
2. 锤击布氏硬度计采用布氏硬度试验原理，将大直径球压头压入试样表面，试验面积较大，适于测试晶粒比较粗大的大型铸锻件。
3. 锤击布氏硬度计结构简单，价格较低，是一种比较廉价的仪器。
4. 锤击布氏硬度检测属于冲击式硬度试验方法，钢球的压入瞬间完成，不能像标准布氏硬度试验那样，让试验力保持若干秒的时间，让压痕处的金属实现充分的塑性变形，因此，锤击布氏硬度计的测试精度要比台式布氏硬度计低。
5. 锤击布氏硬度计尽管属于精度较低的冲击式硬度试验方法，但是它又属于在各种硬度试验方法中精度较高的布氏硬度试验，与其他冲击式硬度试验方法相比（例如：肖氏硬度计、里氏硬度计）。对试验结果的影响因素比较少，试验结果比较稳定，测试值比较可靠。
6. 锤击布氏硬度计同台式布氏硬度计相同，测试后会在工件上留下一个在任何时候都可以重复检验的布氏硬度压痕，当对试验结果有怀疑或供需双方发生分歧时可以再次检验布氏压痕。这一点要优于里氏硬度计。
7. 锤击布氏硬度计要使用消耗品，每次测试都要有一定的成本，普通锤击硬度计的消耗品是条形布氏硬度块，一个硬度块可以用几十次。剪销锤击硬度计的消耗品是剪销，每次测试消耗一支剪销。锤击布氏硬度计每次试验的成本平均是几毛钱。鉴于锤击布氏硬度计主要用于测试大中型工件，这样的成本一般可以接受。
维修布氏硬度计使用规程
1． 安装压头与试台
（1）根据金属种类和所估计硬度选择压头，擦净防锈油，把其装入主轴内并旋紧螺钉。
（2）将试台安装在丝杠上，再将试样平稳、密合地安放在试台上。
（3）转动手轮，使试台缓慢上升，试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动。
（4）将压头紧定螺钉压紧于固定杆的扁平处。
2． 选择试验力
根据金属种类和所估计硬度选择所需试验力。
3． 试验力保持时间的选择
打开电源开关，接通电源，根据金属种类和所估计硬度选择试验力保持时间后，按动试验力保持时间按钮。
4． 正式试验
将试样放在试台上，转动手轮，使试台缓慢上升，试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动。按动启动按钮，硬度计即可自动完成一个工作循环。
5． 检验并确定试验结果
试验结束后，转动手轮，取下试样，用读数显微镜测量试样表面的压痕直径，相表确定试样的硬度值。
6． 开关机不能过于频繁
关机后过3--5秒才能再次开机。试验完毕后，切断电源，将砝码与砝码架取下，再盖上防尘罩。
维修布氏硬度计原理
锤击布氏硬度计依靠锤击方式向钢球施加试验力，钢球在锤击力的作用下瞬间压入试样，在试样上留下压痕，测出压痕直径，查表，即可得到布氏硬度值。
维修布氏硬度计洛氏规程
1． 硬度计长时间不用时，应用防尘罩将机器盖好。
2． 定期在丝杠与手轮的接触面注入少量机油。
3． 硬度计使用前，应将丝杠顶面和工作台上端面擦净。
4． 如发现硬度示值误差较大。①拿下工作台，检查其与丝杠接触面是否清洁。②检查丝杠保护套是否顶起工作台。③检查压头是否损坏。
5． 若施加主试验力时，指示器指针开始转动很快，然后缓慢转动，说明缓冲器内机油太少，此时可掀起缓冲器上端的毡垫，缓慢注入清洁的20#机油。同时多次拉推手柄，使活塞上下移动多次，将缓冲器内的空气全部排除，直到活塞沉到底时有油从上面溢出为止。
6． 用本机携带的标准硬度块定期检查硬度计精度。
将工作台及标准硬度块擦净，在硬度块工作面进行试验，决不允许在支承面试验。
若示值误差较大，除按第四项检查外，检查标准硬度块支承面是否有毛刺，若有毛刺应用油石打光。
在标准硬度块不同位置试验时，硬度块应在工作台上拖动，不应拿离工作台。
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布氏硬度计操作规程
济南汇九精密锻造有限公司 HB-3000B 布氏硬度计操作规程1、 试验前准备： ①根据被测材料的硬度和试样厚度，选择压头直径、试验力和试验力 保持时间。具体要求见下表： （表 1） 金 属 布氏硬度值范 试 样 厚 0.102F/D 球 直 试验力 试 验 力 保 种类 金属 &140 有 色 &130 金属 围 HBS(W) 度 mm &6-3 4-2 &2 &6 6-3 &6-3 4-2 &2 36-130 &9-3 6-3 8-35 &6 2.5 10 30 10 30 径 mm kgf 10 5 2.5 10 5 10 5 2.5 10 5 10 .5 0 750 187.5
60-65 30-35 持时间(S) 10-15 黑 色 140-450②试验条件：试验室温度 10-35℃，相对湿度 35-85%，无灰尘、震动。 ③试样要求：试样表面应光滑平整、无氧化皮、电镀层及加工硬化层 和其他污物，其表面粗糙度 Ra 不大于 3.2 微米;厚度不小于压痕深度 的 10 倍，如有关技术文件另有规定时，则厚度可为不小于压痕厚度 的 8 倍。试验时试样温度应保持常温，特殊情况下，黑色金属的温度 不得超过 100℃。④安装压头和试台：根据表 1 选择压头，并把压头擦干净紧靠主轴端 部装入主轴套内，用固定螺钉固定好压头 ，然后把试台安装在丝杠 上。 ⑤选择试验力：根据表 1 选择试验力，然后按照砝码上标明的试验力 的大小进行加减达到要求就可以了。注意砝码吊架形成的试验力为 187.5kgf. ⑥选择试验力保持时间：根据表 1 选择试验力保持时间，然后按以下 要求进行调整：打开电源，指示灯亮，按设置键进入时间设置程序， 按左侧箭头键向上滚动设置时间的十位数，按右侧箭头键向上滚动设 置时间的个位数，再次按设置键确认设定时间。 2、试验：打开电源开关，此时显示屏显示待机状态。将试样平稳地 、 放置在工作台，顺时针转动手轮使工件上升，当试样与压头接触并产 生一定压力，手轮打滑时停止转动手轮。然后按开始键，电机转动进 行试验，显示屏上依次显示加载（箭头向下）----试验力保持时间（数 字）------卸载（箭头向上） 。待电机停止转动时 ，反向转动手轮，使 工件与压头脱开，杠杆回复到起始位置，一次试验结束。 3、取下试样，使用读数显微镜测试压痕的直径。 ①将读数显微镜置于试样上，在长镜筒的缺口处用自然光或灯光照 明， 在视场中应同时看清分划板上的字和刻线， 如果感觉压痕不清晰， 可转动目镜调节套调至清晰。 ②测量时，转动读数鼓轮，在读数鼓轮的圆周上刻有 0－90 的数字和 100 格线条，每一小格为 0.01mm,转动鼓轮一圈为 1mm。 ③测量时先将一刻线的内侧与压痕直径一边相切，记录测得的数据， 然后再转动鼓轮，移动刻线到压痕的直径的另一边，用刻线的内侧与 压痕直径相切，再记录测得的数据，则压痕直径为两次读数之差。将 读数显微镜旋转 90 度，在压痕垂直方向按上述方法测量，得到压痕 的另一直径，两次压痕的平均值即为直径的长度。4、根据测得的压痕直径，查表得出硬度值。 5、试验判定：下列情况试验结果无效。 ①试验后试样边缘及背面呈现压痕变形。 ②试验后压痕直径超出 0.24D&d&0.6D. ③试验过程中产生冲击、震动。 ④压痕直径：在相互垂直方向测量直径之差超过较小直径的 2% 6、硬度计检查： ①用秒表检查试验力保持时间的准确性，符合表 1 要求。 ②用二等标准布什硬度块进行示值检查，方法如下：在标准布什 块印有数值表面的不同位置进行 3 次硬度试验，取其算术平均值，该 值与硬度块标称值之差，除以标准块标称值，不应超过±3%。 ③定期检查手轮定位器产生的压力，一般 3 个月 1 次。 ④定期检查压头球直径变化：球表面在 5 倍放大镜下观察，应无 任何表面缺陷，球面粗糙度 Ra 应不大于 0.05 微米。 7、硬度计的保养： ①硬度计摩擦表面每半月润滑 1 次。 ②硬度计试验完毕，应擦净灰尘，套上防尘罩。 ③硬度计停止使用时应将砝码与砝码吊架取下来，搬运时应注意不要 碰触杠杆，以免损坏机件。 ④硬度计使用完毕及维修时，应切断电源。 8、硬度计应定期进行计量检定。-------------------------------------------------------------------------------批准： 审核： 编制：吴中林
数显布氏硬度计操作规程 WLD/ZB-C-007-13 1 B/O 总则 1.1 本规程的制订是为了保证 320HBS-3000 数显布氏硬度计的正常使用。使 用人员必须认真执行并严格按...布氏硬度计操作规程_机械/仪表_工程科技_专业资料。布氏硬度计操作规程:主要用于指导布氏硬度计操作 布氏硬度计操作规程一.操作前准备 1.仪器放置在平稳牢固防震的...布氏硬度计(HB-3000 型) 试验操作规程和方法 1.布氏硬度计试验操作方法 1.1 根据硬度测试范围和试样厚度情况选用压头(Φ10、Φ5、Φ2.5)合理选 择负荷(187....布氏硬度计使用规程 - 苏州市 XX 密机械有限公司 HBE-3000A 型电子布氏硬度计操作规程 1 根据硬度测试范围和试样厚度情况选用压头(Φ 2.5、Φ 5、Φ 10)合理...作业指导书 布式硬度计检定装置操作规程 编号:ZDLG-014-2006 版本:第 5 版共 1 页 修改:第 0 次修改 1、 目的及适用范围 本规程适用于布氏硬度计的检定/...HB-3000B 型布氏硬度计操作规程 1、安装压头与试台: 按表 1 选择压头, 并用无酸汽油清洗其球附沾的防锈油, 用棉花或质地较软 的纱布擦拭干净,装入主轴内...HB-3000B布氏硬度计操作规程 - HB-3000B 布氏硬度计操作规程 1 2 3 目的:为使公司相关人员正确使用、操作、维护布氏硬度计,特制定本规程。 范围:本规程适用于...硬度计操作规程_计算机硬件及网络_IT/计算机_专业资料。XXXXX 科技有限公司文件 ...(31.25k g) 2.5 30 10 5 1、布氏硬度测量力的选择应使压痕直径在 0.25D&...PHB-3000型 液压式布氏硬度计操作规程_机械/仪表_工程科技_专业资料。PHB-3000 型 液压式布氏硬度计操作规程 1 目的:为使公司相关人员正确使用、操作、维护便携布...HBS-62.5 型布氏硬度计操作规程一、试验准备 1、试样与压痕要求 试样厚度一般不小于压痕深度的 10 倍;压痕中心与试样边缘的距离不小于 压痕直径的 2.5 倍;两...
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布氏硬度计操作指导书
1.1 用于测定未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等的布氏硬度值。 2 试验原理
2.1 布氏硬度试验是把一定直径的淬火钢球或硬质合金球以规定的负荷压入试样表面经规 定的保荷时间后卸除负荷，测量表面的压痕直径, 以试样压痕单位表面积上的平均压力 （kgf/mm2）作为布氏硬度值。 HBS（HBW）=0.102×
πD(D ? 2F D 2 2 ?d )
符号及名称
符号 D F d d1，d2 h HBW 名称 硬质合金球直径 试验力 压痕平均直径 在两相互垂直方向测量的压痕直径 压痕深度 布氏硬度 单位 毫米 牛顿 毫米 毫米 毫米 －
3.1 工作环境干燥清洁，没有腐蚀性气体。 3.2 工作环境应无来自外界的机械振动。 3.3 工作环境环境温度在 10～30℃之间。 4 测量范围 HBS 8～450 , HBW 8～650 5 使用
5.1 选择压头
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5.1.1 选择压头:由图纸标称硬度或材料正常状态下的硬度（参考表 2 常用材料状 态下的布氏硬度值），参考材料的厚度，根据表 3 选定合适的压头直径、负荷、保荷时间。 常用材料正常状态下的布氏硬度值
材料类型 优质碳素钢 材料牌号 45# 40Cr 35CrMo 42CrMo 合金结构钢 45Mn 12CrMo 12CrMoV 20CrNiMo 合金工具钢 高碳铬轴承钢 不锈钢 CrWMn GCr15 1Cr13 1Cr17 1Cr18Ni9Ti 交货状态硬度 HBS10/3000 未热处理 ≤229 － － － － － － － － － － － 187 退火 ≤197 － － － － － － － 207～255 170～207 － 183 － 正火/正火+回火 170～207 ≤207 ≤229 ≤217 ≤217 ≤179 ≤241 ≤197 － － 200 － － 调质 197～302 217～286 207～269 － － － － － － － － － －
布氏硬度硬质合金球径与负荷选择表
材料 硬度范围 试样厚度 （mm） ＞6 140～650 黑色金属 ＜140 3～6 ＜3 ＞6 3～6 ＜3 有色金属及合 金（铜及其 它） 有色金属及合 金（铝、轴承 合金） ＞6 31.8～140 3～6 ＜3 ＞6 8～35 3～6 ＜3 2.5 10 30 30
钢球直径 （mm） φ 10 φ5 φ 2.5 φ 10 φ5 φ 2.5 φ 10 φ5 φ 2.5 φ 10 φ5 2.5
负荷 （Kgf） .5 .5 .5 250 62.5 15.6
保荷时间 （S）
5.1.2 清洗：用 120#航空汽油洗掉选定压头前段的防锈油，用棉布或质地 较软的纱布擦拭
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干净。 5.2 安装压头 5.2.1 根据工件的形状和尺寸大小，选择合适的工作台（平面工件选平面工作台，圆柱形工 件选择 V 形工作台）。 5.2.2 装上清洗干净的压头，旋紧钢球固定螺帽，预紧压头紧定螺钉。 5.3 加挂负荷 5.3.1 由设备配备的砝码，组合出选定的负荷重量，挂在杠杆尾部的挂架上。 5.3.2 设备配备砝码 7 块，分别为 62.5Kg/1 块，250Kg/1 块，500Kg/5 块，其中砝码挂架重 量 187.5Kg。 5.4 打开电源开关，接通电源。 5.5 旋转手轮工作台上升，工件与压头接触后继续旋转，直至听到手轮与螺母发生滑动即 可。 5.6 选择保荷时间。按照表 3 选定的保荷时间，按动按钮调整(12 秒、30 秒、60 秒)。 5.7 施加试验力。包含施加、保持、卸载 3 个阶段，从启动按钮到保荷指示灯点亮为试验 力施加阶段，保荷指示灯熄灭到停止为试验力卸除阶段。 5.8 压痕直径的测量。用读数显微镜测量压痕直径。从两个相互垂直的方向测量，所测得 数值要求（d 最大-d 最小）≤20%* d 最小，取其算术平均值。 5.9 布氏硬度的得出。依据实际试验时的压头钢球直径和负荷，计算出 d10、2*d5、4*d2.5， 以及 0.102* F / D2 即可查出试验的布氏硬度结果。 6 对试样的要求
6.1 试样表面光滑，表面粗糙度 Ra≤1.6，压痕边缘足够清晰，保证压痕测 量的准确性，o 其表面应无氧化层、电镀层、脱碳层、渗碳层及表面受热、加工硬化或其它油污及表面缺 陷等。 6.2 保证试验面与支撑面的平行性，以及试验面的水平，保证负荷垂直作用于试样表面。
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