Испытание твердости по Виккерсу - Строительство и ремонт

Испытание твердости по Виккерсу – это статический метод испытания твердости, используемый как для макро-, так и для микротвердости. Это оптический метод испытания, при котором размер вмятины, оставленной индентором, измеряется для определения величины твердости испытуемого образца.

Аппарат Виктора.

Это стандартный метод испытания, рекомендованный ASTM E384, ISO 6507 и JIS Z 2244. Методы микротвердости используются для проведения испытаний металлов, керамики, композитов и практически любых материалов.

Необходимое оборудование

Твердомер Виккерса

Пирамидальный индентор

Теория и принцип испытания

Используемый индентор состоит из четырехгранной алмазной пирамиды, угол между гранями которой, обращенными друг к другу, составляет 136 градусов.

Чаще всего используется ступень нагрузки 10 кг, 30 кг и 60 кг.

Глубина образца должна быть не менее чем в 1,5 раза больше диагонали оттиска.

Расстояние между центром оттиска и краем соседнего оттиска или краем образца должно быть не менее чем в 3 раза больше диагонали оттиска.

Подготовка поверхности

Прежде чем поместить образец материала в машину для определения микротвердости, необходимо убедиться, что он правильно подготовлен. Необходимое состояние поверхности для испытания твердости по Виккерсу зависит от используемой нагрузки.

Для испытания на макротвердость прикладываемая нагрузка должна быть выше 1 кгс, а поверхность должна быть отшлифована.
Для испытания на микротвердость прикладываемая нагрузка должна быть ниже или равна 1 кгс, а поверхность должна быть механически отполирована или электрополирована.

Процедура испытания

Установите машину на требуемую ступень испытательной нагрузки и времени выдержки.

Осторожно поместите образец на испытательный стол.

Приведите объектив в положение “set”.

Медленно поворачивайте маховик по часовой стрелке так, чтобы образец резко сфокусировался на переднем экране.

Теперь приведите изобретатель в положение “set” и включите цикл загрузки-выгрузки.

Верните объектив в положение “set”.

Теперь углубление проецируется на передний фокусировочный экран.

Измерьте диагонали вдоль обеих осей отпечатка и запишите их.

Результаты

F= Приложенная нагрузка в кгс
d= Среднее арифметическое двух диагоналей, d1 и d2 в мм.

Формула и расчет

Твердость по Виккерсу (HV) =

Полученные результаты представляются как 800 HV/10, где 800 – твердость по Виккерсу, а 10 – приложенная нагрузка. Однако общепринятой практикой является представление твердости по Виккерсу в единицах СИ (МПа или ГПа).

Чтобы перевести HV в МПа, умножьте на 9,807.
Чтобы перевести HV в ГПа, умножьте на 0,009807.

Применение метода Виккерса в зависимости от соответствующего диапазона нагрузки

Преимущества метода Виккерса

Метод Виккерса можно использовать с любыми материалами и образцами для испытаний, от мягких до твердых, поскольку процедура охватывает весь диапазон твердости.

Существует только один тип индентора, который можно использовать для всех методов Виккерса.

Возможно проведение неразрушающего контроля, поэтому образец для испытаний может быть использован для других целей.

Недостатки метода Виккерса

Качество поверхности образца должно быть хорошим, поскольку вмятина измеряется оптически. Это означает, что место испытания должно быть подготовлено (отшлифовано и отполировано), иначе точная оценка затруднена.

Процесс довольно медленный (по сравнению с методом Роквелла). Цикл испытания занимает от 30 до 60 секунд, не считая времени, затрачиваемого на подготовку образца.

В связи с необходимостью проведения оптической оценки вдавливания, твердомеры Виккерса должны быть оснащены оптической системой, что делает их более дорогими в приобретении по сравнению с твердомерами Роквелла.

Читать далее: Испытание бетона отбойным молотком – принцип, процедура, преимущества и недостатки

Читайте далее: