4.6.3. Порядок проведення вимірювань твердості за Віккерсом:

Вимоги щодо процесу вимірювань:

• товщина зразків більш ніж в 1,5 рази має перевищувати глибину відбитка індентора;

• розміри плоскої поверхні підготовленої для вимірювання мають перевищувати 5 мм;

• дуже чиста та відполірована поверхня;

• максимальна твердість матеріалу 10000 МПа;

• застосовується оптимальне навантаження;

• відстань від краю зразка та між відбитками індентора має перевищувати 2,5 діаметра відбитка;

• різниця між діагоналями відбитка індентора має не перевищувати 2-5 %. 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%;

• проводити не менше 5-10 вимірювань;

• випробування проводять при температурі 20°C;

• похибка методу ± 1%.

• Порядок виконання роботи:

1. Поверхню зразка готують до вимірювань (шліфують та полірують).

2. Встановлюють мінімальне навантаження.

3. На столик 5 встановлюють підготовлений зразок. Повертають головку 7 в крайнє ліве положення.

4. Рукояткою 17 взводять механізм вантажного приводу.

5. Маховиком 3 піднімають столик зі зразком та притискають його до індентора 6.

6. Натискають педаль 2 пускового механізму (плавно та обережно!). Чекають поки закінчиться навантаження (згасне сигнальна лампа та підніметься рукоятка 17).

7. Обертанням маховика опускають зразок.

8. Повертають головку 7 в крайнє праве положення. Маховик піднімають настільки, щоб бачити в окуляр мікроскопа відбиток індентора.

9. Вимірюють діагональ відбитку індентора. Для цього використовують гвинтовий окуляр-мікрометр (див. рис. 4.9). Гвинтом 1 суміщають початок шкали з лівим краєм відбитку. Обертаючи барабанчик 2 підводять безперервну лінію до правого краю відбитка. Записують результат до табл. 4.8. Знайдене значення помножують на ціну поділки шкали окуляра, що визначена попередньо за допомогою об’єкт-мікрометра.

а

б в

Рисунок 4.9. Визначення твердості за методикою Віккерса: а - гвинтовий окуляр-мікрометр (1 – гвинт руху початку шкали – суцільна лінія; 2 – мікрометричний барабанчик з ціною поділки 0,01 мм – інша суцільна лінія; 3 – гвинт руху штрихової лінії; 4 - окуляр); б -схема індентуванні; в – вимірювання відбитку індентора.

10. Гвинтом 3 суміщають пунктирну лінію з суцільною, яка знаходиться на правому краю відбитка. Повертають окуляр на 90⁰ таким чином, щоб барабанчик 2 був внизу. Переміщенням суцільної лінії гвинтом 1 суміщають початок шкали з верхнім краєм відбитку. Порівнюють положення пунктирної лінії з нижнім краєм відбитку. Якщо різниця перевищує 5% від вже виміряного діаметру, то вимірювання не проводять, оскільки відбиток має занадто витягнуту форму. Якщо різниця між положенням краю відбитка та пунктирною лінією незначна, то вимірюють величину діагоналі відбитку.

11. Якщо різниця між діагоналями не перевищує 5 %, то визначають їх середнє значення за формулою (4.3).

12. Твердість за Віккерсом розраховують за формулою:

, (4.8)

Результати заносять до таблиці 4.8.

13. Повторюють пп. 3 – 12 для інших навантажень.

Таблиця 4.8 – Визначення оптимального навантаження для вимірювання твердості за методикою Віккерса

Матеріал	Наванта- ження, Р, кН	Довжина діагоналі відбитка, мм			Твердість, HV, МПа
		d1	d2	Середне значення

14. Обирають оптимальне навантаження. Для цього будують графік (рис. 4.10) в координатах «Навантаження – твердість». Крива має таку форму: зі збільшенням навантаження твердість спочатку зростає, а потім залишається постійною. Оптимальним вважається навантаження, починаючи з якого твердість не змінюється.

15. При оптимальному навантаженні проводять вимірювання твердості певного класу матеріалів (наприклад, кольорових сплавів, сталей). Результати записують в табл. 4.9. Для іншого класу матеріалів визначення оптимального навантаження потрібно повторити.

Рисунок 4.11 – Графічна залежність твердості від навантаження.

Таблиця 4.9 - Результати вимірювання твердості за методикою Віккерса

Матеріал	Наванта-ження	Довжина діагоналі відбитка, мм			Твердість, МПа
		d1	d2	Середне значення	Твердість	Середне значення

Переваги методики:

• можливість визначення твердості майже будь-якого матеріалу,

• геометрична подібність відбитків індентора при будь-яких навантаженнях,

• можливість співставлення результатів з отриманими за іншими методиками.

Недоліки методики: високі вимоги до стану поверхні, необхідність проведення великої кількості вимірів для усереднення результатів, тривалий загальний час проведення досліджень, залежність вимірюваної твердості від прикладеного навантаження або глибини впровадження індентора (явище розмірного ефекту). Особливо сильно ця залежність виявляється при малих навантаженнях.