3.6.3. Визначення твердості за методом Віккерса

Метод Віккерса – це метод визначення твердості за величиною відбитка, залишеного алмазним наконечником у формі чотирикутної піраміди, яка втискується у поверхню під дією навантаження, прикладеного протягом певного часу. Твердість обчислюється як відношення зусилля, прикладеного до наконечника, до площі відбитка (причому площа відбитка береться як площа частини поверхні піраміди, а не як площа квадрата); одиницею твердості служить кгс/мм² або МПа. Твердість Що визначена за цим методом, позначається HV.

Товщина зразка (деталі) повинна бути для сталевих виробів не меншою за 1,2 від довжини діагоналі відбитка, для кольорових металів – не меншою 1,5 від довжини діагоналі відбитка. При вимірювані твердості на криволінійних поверхнях радіус кривини поверхні повинен бути не меншим за 5 мм, в іншому випадку використовують поправки, що наведені у додатку до ГОСТ 2999-75.

Індентор – алмазна чотиригранна піраміда з кутом при вершині α = 136º. 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:

.

При цьому різниця діагоналей відбитка не повинна перевищувати 2% від меншої з них.

Невелике навантаження, мала глибина відбитка, визначення діагоналі відбитка за допомогою мікроскопа вимагають ретельної підготовки поверхні зразків, у тому числі і полірування.

Вимірювання діагоналей довжиною 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 при температурі 20ºС.

Обробка результатів вимірювань

Твердість у залежності від розмірів відбитка та прикладеного зусилля визначається за формулою:

, (35)

де Р – зусилля, МН;

d – середнє значення діагоналей відбитка,

або за таблицями, що наведені в ГОСТ 2999-75.

Позначення твердості

Для F = 294,2 Н (30 кгс) і часі витримки 10… 15 с твердість позначається без виказання умов випробування: наприклад, 500 HV.

Для інших умов випробувань, наприклад для навантаження98,07 (10 кгс) і часу витримки 40 с, позначається як: 240 HV 10/40

Контрольні запитання

1. Що таке твердість і як вона вимірюється?

2. Охарактеризуйте метод вимірювання твердості за Брінеллем.

3. Охарактеризуйте метод вимірювання твердості за Роквеллом.

4. Охарактеризуйте метод вимірювання твердості за Віккерсом.

3.7. Порівняння характеристик пластичних і крихких матеріалів

Основна різниця між крихкими та пластичними матеріалами полягає в тому, що крихкі матеріали руйнуються при досить малих деформаціях. У зв’язку з цим площі під діаграмами для пластичних матеріалів значно більші, ніж для крихких.

Тобто, для руйнування пластичних матеріалів треба затратити значно більшу роботу, ніж для руйнування крихких матеріалів. Крім того, крихкі матеріали значно гірше чинять опір розтягу й ударам і досить чутливі до місцевих напружень (концентраторів напружень). Вироби, зроблені з крихких матеріалів, не здатні до зміни форми.

Пластичні матеріали не мають цих недоліків. Таким чином, пластичність є однією з найважливіших і бажаних властивостей.