Главная | Обратная связь

Определение твердости по Виккерсу

Этот метод второй по распространенности после метода Бринелля. При стандартном измерении твердости по Виккерсу (ГОСТ 2999-75) в поверхность образца вдавливают алмазный индентор в форме четырехгранной пирамиды с углом при вершине α = 136°. После удаления нагрузки Р= 10…1000 Н, действовавшей определенное время (10…15 с), измеряют диагональ отпечатка d, оставшегося на поверхности образца. Число твердости НV (записываемое по ГОСТу без единиц измерения, например 230 НV) определяют делением нагрузки к килограммах на площадь боковой поверхности полученного пирамидального отпечатка

F=(d²/2) (1/sin(α/2)), мм.

а)   б)   в)

Рисунок 2 - Общий вид (а), принципиальная схема (б) твердомера ТП и схема вдавливания алмазного конуса (в)

Испытания проводят на приборе (рисунок 3), имеющем неподвиж­ную станину, в нижней части которой установлен столик 1, переме­щающийся по вертикали вращением маховика 2. Образец устанавли­вают на столике испытуемой поверхностью (перпендикулярной дей­ствующей силе) кверху и затем поднимают столик почти до соприкос­новения образца с алмазной пирамидой, закрепленной в шпинделе 3. Нажатием педали пускового рычага 4приводят в действие нагру­жающий механизм, который через рычаг передает давление грузов 5, предварительно поднятых на алмазную пирамиду. После этого опу­скают столик прибора и подводят микроскоп, установленный на штанге, прикрепленной к станине. С помощью микроскопа опреде­ляют длину диагонали полученного отпечатка.

Поверхность образцов для определения твердости пирамидой должна быть тщательно отшлифована бумагой с мелким зерном или даже отполирована. Толщина испытуемого образца должна быть не меньше чем 1,5 диагонали отпечатка.

Твердость по Виккерсу HV, так же как и по Бринеллю, опреде­ляется как усилие, приходящееся на единицу поверхности отпечатка:

где Р— нагрузка на пирамиду, кгс; a— угол между противоположными гранями пирамиды (136°); d— среднее арифметическое длины обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мм.

Числа твердости по Виккерсу и по Бринеллю имеют одинаковую размерность и для материалов твердостью до НВ450 практически совпадают. Вместе с тем измерения пирамидой дают более точные значения для металлов с высокой твердостью, чем измерения шари­ком или конусом. Алмазная пирамида имеет большой угол в вершине (136°) и диагональ её отпечатка примерно в семь раз больше глубины отпечатка, что повышает точность измерения отпечатка даже при проникновении пирамиды на небольшую глубину и делает этот способ особенно пригодным для определения твердости тонких или твердых сплавов.

При испытании твердых и хрупких слоев (азотированного, цианированного) около углов отпечатка иногда образуются трещины (отколы), по виду которых можно судить о хрупкости измеряемого слоя.