Испытание на твердость по методу Виккерса

Метод используют для определения твердости деталей малой толщины (до 0,3 - 0,5 мм) и тонких поверхностных слоев (0,03 - 0,05 мм), имеющих высокую твердость. Этот метод обеспечивает большую точность измерения при очень малой глубине отпечатка.

Испытание на твердость по Виккерсу производят вдавливанием в испытываемый образец четырехгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 136⁰. Число твердости определяют с помощью специальных таблиц по измеренной величине диагонали отпечатка.

При испытании этим методом применяют нагрузки 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100 и 120 кГ. Соответственно число твердости обозначается HV 5, HV 10, HV 20 и т.д.

Для успешного проведения испытания очень большое значение имеет правильный выбор нагрузки. При испытании тонких слоев нагрузка должна быть тем меньше, чем тоньше слой. Общим требованием является следующее: толщина испытываемой детали или поверхностного слоя должна быть по крайней мере в 1,5 раза больше диагонали отпечатка.

Если толщина испытываемого слоя неизвестна, рекомендуется провести несколько испытаний при различных нагрузках (например, при 10, 20 и 50 кг). Если основная масса (сердцевина) образца не влияет на результаты измерений, то числа твердости совпадут или будут близки друг к другу. Если числа твердости при возрастании нагрузки будут уменьшаться, необходимо применять меньшие нагрузки - до тех пор, пока все смежные нагрузки не дадут совпадающих или близких друг к другу результатов.

Значения твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу взаимосвязаны и могут быть переведены с помощью специальной переводной таблицы.

Испытание на микротвердость

На приборах Бринелля, Роквелла, Виккерса нельзя определять твердость микроскопически малых объемов металла (микротвердость), так как наконечники этих приборов имеют значительные размеры и вдавливаются в испытываемую поверхность на значительную глубину. Для измерения твердости отдельных структурных составляющих сплавов, очень тонких поверхностных слоев, покрытий, фольги, тонкой проволоки и т.п. используют специальный метод - испытание на микротвердость.

Испытание выполняют на приборе – микротвердомере. Прибор состоит из механизма для вдавливания алмазной пирамиды с углом при вершине 136⁰ и металлографического микроскопа. Пирамида вдавливается в испытываемую поверхность под нагрузкой P от 5 до 500 г. Диагональ отпечатки d измеряется с помощью микроскопа в микронах, а число твердости H определяется по длине диагонали и величине нагрузки с помощью специальной таблицы

Поверхность образца для измерения микротвердости готовят особенно тщательно - ее шлифуют и полируют. При необходимости поверхность образца подвергают травлению так же, как при изготовлении микрошлифов. Образцы ленты и фольги испытывают без предварительной подготовки.

Механические характеристики, определяемые при статических испытаниях

По результатам статических испытаний на растяжение определяют такие прочностные характеристики, как предел текучести, предел прочности, а также пластическую характеристику – относительное удлинение.

Испытанию на растяжение подвергают образец цилиндрической формы, который растягивается на специальных машинах. Результаты испытания записываются на диаграммы.

Напряжение, вызывающее остаточную деформацию 0,2% от первоначальной длины образца, называется пределом текучести.

Напряжение, предшествующее разрушению образца, называют пределом прочности.

Относительное удлинение  характеризует пластические свойства металла. Это то удлинение, которое предшествует разрушению образца.

L_k – L₀

 =  100 % ,

L₀

где L₀ - начальная длина образца,

L_k – конечная (после разрушения) длина образца.