6. Измерение твёрдости алмазной пирамидой (метод Виккерса) гост
2999-59
Испытание на твёрдость по Виккерсу производят вдавливанием в испытуемый образец четырёхгранной алмазной пирамиды с углом между противоположными боковыми гранями в вершине 136°, под действием нагрузок 1, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 и 120 кгс. Число твёрдости по Виккерсу HV определяется, как соотношение нагрузки к площади пирамидального отпечатка, т.е.
(4)
где Р - нагрузка на пирамиду, кгс,
F - площадь отпечатка, мм2,
d - среднее арифметическое длины обеих диагоналей отпечатка мм,
(α - угол между противоположными гранями пирамиды (136°).
По методу Виккерса можно замерять твёрдость, как мягких так и твёрдых материалов. Числа твёрдости по Виккерсу и Бринеллю имеют одинаковую размерность, а для материалов с твёрдостью до 450 ед. они совпадают. Измерение твёрдости алмазной пирамидой даёт более точные значения для материалов с высокой твёрдостью, чем измерения шариком или конусом. Величину нагрузки (от 1 до 120 кгс) выбирают в зависимости от толщины образца. Продолжительность выдержки под нагрузкой составляет для черных металлов 10-15 сек, для цветных - 30 сек.
6.1 Устройство и принцип действия прибора для определения твёрдости методом Виккерса
Рис.4.6 Схема прибора ТП - 2
Прибор состоит из подъемного столика 1, который перемещается вверх при помощи маховика. При этом изделие 2 прижимается к чехлу алмазного наконечника 3. Нажатием педали приводится в действие нагружающий механизм 4, который через рычаг 5 передает давление грузов 6. После этого отпускают столик прибора и подводят к образцу специальный измерительный микроскоп 7, совмещая объектив микроскопа с отпечатком.
После замера длины двух диагоналей отпечатка определяют их среднее значение с точностью до 0,01 мм и, пользуясь приложением № 4, составленным для нагрузки в 5, 10, 20 и 30 кг определяют твердость по Виккерсу.
7. Приборы, материалы, инструмент
1. Приборы Бринелля, Роквелла, Виккерса и другие;
2. Отсчетный микроскоп для измерения отпечатков;
3. Образцы стали нормализованной, закаленной и отпущенной,
цветные сплавы и чугун;
4. Наждачная бумага, напильники;
5. ГОСТы по определению твердости (9012-59,9013-59,9450-60 и др.)
8. Другие методы определения твердости. Измерение микротвердости. Гост 9450-60. Прибор пмг-3
Метод измерения микротвердости предназначен для определения твердости отдельных зерен, фаз и структурных составляющих сплава. Кроме того микротвердость измеряют для контроля качества материала очень малых по размерам деталей (деталей ручных часов, лент, фольги, проволоки), а также хрупких неметаллических материалов (абразивов, минералов, стекла), полимеров и др.
При определении микротвердости четырехгранная алмазная пирамида (с углом между противоположными гранями при вершине 136°) вдавливается в испытуемый материал под очень небольшой нагрузкой от 5 до 500г.
Принцип измерения твердости такой же, как по Виккерсу, только пирамида отличается более высокой точностью изготовления, а величина диагонали отпечатка в микронах замеряется при помощи микроскопа и окуляромикрометра.
Числа твердости согласно ГОСТ 9450-60 обозначаются символом Н с указанием в индексе величины нагрузки в граммах ( например, Н50 -220 означает, что число микротвердости 220 получено при нагрузке в 50 г.).
Вместо расчета числа твердости по формуле Виккерса пользуются готовыми таблицами, рассчитанными для определенных нагрузок.