Метод Віккерса

Прилад для визначення твердості за Віккерсом.

Фрагмент приладу для визначення твердості за Віккерсом

Відбиток індентера на досліджуваному матеріалі

Ме́тод Ві́ккерса — метод визначення твердості за величиною відбитка, залишеного алмазним наконечником у формі чотирикутної піраміди, яка втискується у поверхню під дією навантаження, прикладеного протягом певного часу. Твердість обчислюється як відношення зусилля, прикладеного до наконечника, до площі відбитка (причому площа відбитка береться як площа частини поверхні піраміди, а не як площа квадрата); одиницею твердості служить кгс/мм² або МПа. Твердість, визначена за цим методом, позначається HV. Обладнання для вимірювання твердості за цим методом відноситься до типу ТВ за ГОСТ 23677-79.

Основні положення

Товщина зразка (деталі) повинна бути для сталевих виробів не меншою за 1,2 від довжини діагоналі відбитка, для кольорових металів — не меншою за 1,5 від довжини діагоналі відбитка. При вимірюванні твердості на криволінійних поверхнях радіус кривини поверхні повинен бути не меншим за 5 мм, в іншому випадку використовують поправки, що наведені у додатку до ГОСТ 2999-75.

Індентор — алмазна чотиригранна піраміда з кутом при вершині a = 136°. Навантаження — 9,8 (1 кгс) … 980 (100 кгс) Н, тривалість дії зусилля 10…15 с. На поверхні зразка залишається квадратний у плані відбиток, діагоналі якого d₁ та d₂ використовуються для розрахунків середнього арифметичного значення

$d = \frac {d_1 + d_2}{2}$.

При чому різниця діагоналей відбитка не повинна перевищувати 2% від меншої з них.

Вимоги до зразків та обладнання

Невелике навантаження, мала глибина відбитка, визначення діагоналі відбитка за допомогою мікроскопа вимагають ретельної підготовки поверхні зразків, у тому числі і полірування.

Вимірювання діагоналей довжиною до 0,2 мм повинно проводитись з похибкою не більшою за ±0,001 мм і для діагоналей довших за 0,2 мм з похибкою не більшою за ± 0,5%.

Випробування проводять при температурі 20°C.

Обробка результатів

Твердість у залежності від розмірів відбитка та прикладеного зусилля визначається за формулою

$HV = \frac{P}{F} = \frac{2P\cdot \sin(\frac{\alpha}{2})}{d^2} = 1,854 \frac {P}{d^2},$

де P — зусилля, МН;

d — середня діагональ відбитка,

або за таблицями, що наведені в ГОСТ 2999-75.

Позначення твердості

Для F = 294,2 Н (30 кгс) і часі витримки 10…15 с твердість позначається без вказання умов випробування:

500 HV

Для інших умов випробувань, наприклад для навантаження 98,07 Н (10 кгс) і часу витримки 40 с, позначається як:

240 HV 10/40

Джерела

• ГОСТ 2999-75 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу
• ASTM E384: Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials
• ISO 6507-1:2005 Metallic materials. Vickers hardness test. Part 1: Test method

Посилання

• Метод Віккерса
• Vickers hardness test
• Таблиці конвертації значень твердості за методами Віккерса, Брінелля і Роквелла