Метод Виккерса

Измерения выполняются на приборах типа ТВ по ГОСТ 2999–75.

Твердость определяется отношением нагрузки, прикладываемой к индентору, и площади поверхности отпечатка (так же, как и для метода Бринелля). Размерность твердости – .

Индентор – правильная четырехгранная алмазная пирамида с углом между противоположными гранями, равным 136°. После ее внедрения на поверхности остается (в плане) отпечаток в виде квадрата с диагоналями.

Значения твердости вычисляются по формуле:

, (2)

где: Р – нагрузка [кгс], F – площадь поверхности отпечатка; d – длина диагонали отпечатка [мм], a=136°. Нагрузка может изменяться в пределах от 5 до120кгс. При этом твердость по Виккерсу, в отличие от твердости по Бринеллю, не зависит от величины нагрузки Р, т.к. глубина и площадь отпечатка пирамидального индентора изменяется пропорционально Р.

Метод Виккерса более точен, чем метод Роквелла, т.к. алмазная пирамида имеет большой угол при вершине и диагональ ее отпечатка в семь раз больше глубины отпечатка, полученного при внедрении конуса. В связи с большей точностью метод Виккерса является арбитражным.

Методом Виккерса позволяет определять твердость и твердых и мягких материалов благодаря тому, что твердость алмаза значительно больше всех других материалов, а также тонких деталей (0,3мм) и поверхностных слоев (после цементации, азотирования).

Обозначение твердости. Твердость обозначается HV, например,1000HV.

Измерения твердости выполняются следующим образом. После приложения и снятия нагрузки производится измерение длины диагонали отпечатка с помощью цифровой шкалы, встроенной в микроскоп. Для этого микрометрическим винтом перемещают подвижную шторку до соприкосновения с правым углом отпечатка, это сопровождается перемещением цифровой шкалы указателя, с которой и считывается величина диагонали (рис.3). Измеряют обе диагонали отпечатка, для расчета твердости берется среднее значение. Поверхность образца должна быть шлифованной или полированной.

В приложении 2 приведены значения твердости по Виккерсу (HV) в зависимости от длины диагонали при нагрузке 5кгс.

Поскольку значения твердости прямо пропорциональны нагрузке (2) данным приложением можно пользоваться и при использовании других нагрузок. Пусть, например, при нагрузке 5кгс длина диагонали составила 0,34мм, это соответствует твердости 80,2HV. При той же длине диагонали и при нагрузке 50кгс твердость материала будет равной 802HV.

Значения твердости по методам Бринелля и Виккерса практически равны (приложение 4).