Випробування на твердість за Віккерсом

Випробування на твердість за Віккерсом — метод визначення твердості за величиною відбитка, залишеного алмазним наконечником (індентором) 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 похилої поверхні відбитка; одиницею твердості служить МПа. Твердість, визначена за цим методом, позначається HV.
Вимоги до зразків, умов вимірювання та обладнання[ред. | ред. код]
Невелике навантаження, мала глибина відбитка, визначення довжини діагоналі відбитка за допомогою мікроскопа вимагають ретельної підготовки поверхні зразків, у тому числі й полірування, особливо для вимірювання мікротвердості. При вимірюванні твердості на криволінійних поверхнях треба використовувати поправки, які наведені у додатку В до стандарту ДСТУ ISO 6507-1:2007 [1].
Індентор — алмазна правильна чотиригранна піраміда з кутом при вершині a = 136°. Зусилля до індентора прикладають плавно, без ударів і вібрації протягом від 2 с до 8с. 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
- .
При цьому різниця діагоналей відбитка не повинна перевищувати 2% від меншої з них. Вимірювання діагоналей завдовжки 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 за кімнатної температури у межах від 10°C до 35°C.
Товщина зразка (деталі) повинна бути для сталевих виробів не меншою за 1,2 від середньої довжини діагоналі відбитка, для кольорових металів — не меншою за 1,5 від довжини діагоналі відбитка. Відстань від центра відбитка до пружка зразка має бути не меншою за 2,5 середньої довжини діагоналі відбитка для сталі, мідних сплавів і не меншою за 3 довжини діагоналі для легких металів та сплавів. Відстань між центрами сусідніх відбитків має бути не менше ніж втричі більшою за середні довжини діагоналей відбитків для сталей, мідних сплавів і не менше довжини шести діагоналей для легких сплавів.
Верифікування й калібрування твердомірів здійснюють за стандартом ДСТУ ISO 6507-2:2008 [2]. У цьому ж стандарті сформульовані й вимоги до інденторів.
Обробка результатів і позначення твердості[ред. | ред. код]
Твердість залежно від розмірів відбитка та прикладеного зусилля визначають за формулою
де F — зусилля, Н;
- S — площа поверхні відбитка, мм²;
- d — середня діагональ відбитка, мм;
або у разі вимірювання на пласких поверхнях за таблицями, які наведені в ДСТУ ISO 6507-4:2008 [3].
Для F = 294,2 Н (30 кгс) і часі витримки 10…15 с твердість позначають без вказання умов випробування:
- 500 HV
Для інших умов випробувань, наприклад для навантаження 98,07 Н (10 кгс) і часу витримки 40 с, твердість позначають як:
- 240 HV 10/40
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ ДСТУ ISO 6507-1:2007 Матеріали металеві. Визначення твердості за Віккерсом. Частина 1. Метод випробування.
- ↑ ДСТУ ISO 6507-2:2008 Матеріали металеві. Визначення твердості за Віккерсом. Частина 2. Повірка та калібрування приладів для вимірювання твердості.
- ↑ ДСТУ ISO 6507-4:2008 Металеві матеріали. Визначення твердості за Віккерсом. Частина 4. Таблиці значень твердості.
Джерела[ред. | ред. код]
- ДСТУ ISO 6507-1:2007 Матеріали металеві. Визначення твердості за Віккерсом. Частина 1. Метод випробування.
- 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[ред. | ред. код]
- Віккерса метод // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 50. — ISBN 978-966-7407-83-4.
- Метод Віккерса
- Vickers hardness test
- Таблиці конвертації значень твердості за методами Віккерса, Брінелля і Роквелла