Випробування на твердість за Віккерсом

Метод визначення твердості за Віккерсом

Метод випробування на твердість за Віккерсом полягає у визначенні твердості матеріалу за допомогою вимірювання геометричних параметрів відбитка, залишеного алмазним наконечником (індентором) у формі чотирикутної піраміди. Індернтор втискується у поверхню під дією прикладеного навантаження протягом певного часу.

Після зняття навантаження на поверхні зразка залишається відбиток у вигляді квадрата, діагоналі якого вимірюються. Твердість обчислюється як відношення зусилля, прикладеного до наконечника, до площі похилої поверхні відбитка. Твердість, визначена за цим методом, позначається HV.

Принцип дії

Принцип дії методу Віккерса полягає в тому, що при втискуванні алмазного наконечника в матеріал відбувається пластична деформація. При знятті навантаження матеріал частково відновлює свою початкову форму, утворюючи відбиток під кутом 136° між протилежними гранями пірамідального наконечника. Площа поверхні відбитка прямо пропорційна прикладеному навантаженню і обернено пропорційна міцності матеріалу.

Обладнання

Для проведення випробування на твердість за Віккерсом використовується спеціальний прилад, який складається з:

• Механізму навантаження
• Індернтора (алмазного наконечника)
• Мікроскопа для вимірювання діагоналей відбитка

Проведення випробувань

Перед проведенням випробувань поверхню зразка необхідно підготувати і очистити. Вибрану зону зразка розміщують під наконечником і прикладають навантаження. Тривалість навантаження становить від 5 до 30 секунд залежно від твердості матеріалу.

Після зняття навантаження вимірюються діагоналі відбитка за допомогою мікроскопа. Для підвищення точності, вимірювання проводять у двох перпендикулярних напрямках. Середнє значення діагоналей використовується для розрахунку твердості.

Розрахунок твердості

Твердість за Віккерсом (HV) обчислюється за формулою:

HV = 1,8544 * (F/d²)

де:

• F – прикладене навантаження, Н
• d – середня діагональ відбитка, мм

Переваги та недоліки

Переваги:

• Можна виміряти твердість як м'яких, так і твердих матеріалів
• Невеликі відбитки дозволяють вимірювати твердість на малих поверхнях
• Менш чутливий до напрямку навантаження, ніж методи Брінелля та Роквелла
• Може використовуватися для вимірювання неоднорідності поверхні

Недоліки:

• Триваліше проведення випробувань порівняно з іншими методами
• Вимагає дорогого обладнання
• Може пошкодити тендітні зразки

Області застосування

Метод Віккерса застосовується для визначення твердості в широкому спектрі матеріалів, включаючи:

• Метали
• Кераміка
• Пластики
• Полімери
• Скло

Випробування на твердість за Віккерсом є надійним і точним методом для визначення твердості матеріалів. Його універсальність і можливість проводити вимірювання на малих поверхнях роблять цей метод цінним інструментом для контролю якості та досліджень матеріалів.

Часті запитання

1. Який вплив має час навантаження на твердість за Віккерсом?
2. Чи може метод Віккерса вимірювати твердість тонких плівок?
3. Які переваги використання алмазного наконечника в методі Віккерса?
4. Чи можна використовувати метод Віккерса для вимірювання адгезії між двома матеріалами?
5. Як твердість за Віккерсом співвідноситься з твердістю за іншими методами, наприклад Брінелля чи Роквелла?

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 24 04 2024. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.