Випробування на твердість за Віккерсом

Випробування на твердість за Віккерсом

Застосування і принцип

Випробування на твердість за Віккерсом — це широко використовуваний метод визначення твердості матеріалів. Він вимірює опір матеріалу місцевому пластичному деформуванню. Принцип випробування полягає у втисненні алмазного наконечника у форму чотирикутної піраміди у поверхню матеріалу під дією навантаження.

Після прикладення навантаження на певний час, наконечник прибирається і вимірюється діагональ відбитка, залишеного на поверхні. Твердість (HV) обчислюється як відношення прикладеного навантаження (F) до площі похилої поверхні відбитка (A):

«`
HV = F / A
«`

Одиниця виміру твердості за Віккерсом — кілограм-сила на квадратний міліметр (HV₁), де 1 HV₁ = 1 кгс/мм².

Обладнання та матеріали

Для випробування на твердість за Віккерсом використовується спеціальне обладнання, яке включає:

* Випробувальна машина з можливістю прикладання відомих навантажень
* Алмазний наконечник у формі чотирикутної піраміди
* Мікроскоп для вимірювання відбитків

Матеріал для випробування повинен мати достатню товщину і твердість, щоб витримати навантаження і залишити чіткий відбиток.

Методика випробування

1. Підготовка зразка: Зразок матеріалу готують шляхом шліфування і полірування його поверхні до гладкого стану.
2. Встановлення навантаження: Навантаження, що застосовується, вибирається залежно від твердості матеріалу. Типовий діапазон навантажень — від 1 до 100 кгс.
3. Втиснення наконечника: Алмазний наконечник втискається в поверхню зразка на певний час (зазвичай 10-15 секунд).
4. Вимірювання відбитка: Після прикладення навантаження алмазний наконечник видаляється, а розмір діагоналі відбитка вимірюється за допомогою мікроскопа.
5. Розрахунок твердості: Твердість розраховується за формулою HV = F / A, де F — прикладене навантаження, а A — площа похилої поверхні відбитка.

Інтерпретація результатів

Твердість, визначена за методом Віккерса, є показником опору матеріалу пластичному деформуванню. Чим вище твердість, тим більша міцність і зносостійкість матеріалу.

Значення твердості можуть бути використані для порівняння різних матеріалів, оцінки впливу різних обробок на твердість і контролю якості виробничих процесів.

Фактори, що впливають на твердість за Віккерсом

На твердість за Віккерсом можуть впливати різні фактори, такі як:

* Тип матеріалу
* Мікроструктура матеріалу
* Навантаження, що застосовується
* Час втиснення
* Температура випробування

Переваги та недоліки

Переваги:

* Широкий діапазон випробуваних матеріалів
* Відносно швидка і проста процедура
* Можливість вимірювання твердості на малих ділянках
* Висока точність і відтворюваність

Недоліки:

* Не підходить для дуже твердих або крихких матеріалів
* Вимагає попередньої підготовки зразка
* Може бути суб’єктивним, оскільки вимагає інтерпретації форми відбитка

Випробування на твердість за Віккерсом є надійним і широко використовуваним методом визначення твердості матеріалів. Він надає цінну інформацію про опір матеріалу пластичному деформуванню, що корисно для порівняння матеріалів, оцінки обробки та контролю якості.

Запитання, що часто задаються

1. Які основні принципи випробування на твердість за Віккерсом?
2. Яке обладнання і матеріали потрібні для цього випробування?
3. Як розраховується твердість за цим методом?
4. Які фактори впливають на твердість за Віккерсом?
5. Які переваги і недоліки цього методу?