Випробування на твердість за Віккерсом

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

${\displaystyle d={\frac {d_{1}+d_{2}}{2}}}$.

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.

Повірка чи калібрування твердомірів здійснюють за стандартом ДСТУ ISO 6507-2:2008 [2]. У цьому ж стандарті сформульовані й вимоги до інденторів.

Твердість залежно від розмірів відбитка та прикладеного зусилля визначають за формулою

${\displaystyle HV={\frac {F}{S}}={\frac {2F\cdot \sin({\frac {\alpha }{2}})}{d^{2}}}=0,1891{\frac {F}{d^{2}}},}$

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 зазначення 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

• 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

• 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