Показ всех 17 элементов

Люди уже 300 лет измеряют твердость металлов и сплавов, причем методы оценки усложняются с развитием производства. Военно-промышленный концерн «Vickers Limited», названный по имени основателя Виккерса, предложил в 1925 г. свой метод определения твердости, в котором использовалась четырехгранная пирамида из алмаза, а впоследствии создан твердомер Виккерса (стационарный).

В чем отличие метода определения твердости по Виккерсу

Твердость согласно основоположнику Реомюру Рене Антуану (1722 г.) определяли с помощью двух призм, одна из которых была испытательным образцом, а вторую использовали как нагрузку (например, методы измерения твердости по Кальверту, Родману). Поэтому твердость в то время рассматривалась, как сопротивление изменению формы.

С 1900 г. твердость металлов стали определять по Ю. А. Бринеллю (инженер из Швеции), где измерялся отпечаток, нанесенный индентором в форме шара. В этом случае твердость уже рассматривается не как сопротивление тела, а как упругое восстановление формы.

В 1920 г. стало пользоваться популярностью предложение С.П. Роквелла. По Роквеллу твердость материалов оценивалась в условных единицах по шкалам Роквелла, точные расчеты согласно методу Бринелля нивелировались. Достаточно формальная оценка твердости изделий позволяла экономить время и деньги, ведь продукция не должна быть слишком качественной (иначе предприятие разорится без новых заказов). В СССР метод претерпел изменения. По Роквеллу стали понимать определение твердости под действием двух сменяемых нагрузок.

Первая мировая война разрушила 4 империи. Было ясно, что это лишь передышка, новая война не за горами. Рос спрос на новое оружие, под новые задачи создавались различные сплавы и стали. Поэтому в компании Виккерса, выпускающей оружейные пушки, пулеметы, заменили индентор на самый твердый природный минерал, алмаз. Была изменена и форма (шар Бринелля превратился в четырехгранную пирамиду), поскольку больший урон орудиям, технике на войне по факту наносится не от прямого попадания, а от осколков.

Для лабораторных исследований были созданы стационарные приборы – твердомеры (портативные устройства, дающие приблизительный результат, появились гораздо позже). Твердомеры по Роквеллу, Бринеллю, Виккерсу показывают разные цифры, и поскольку до сих пор нет строго научного определения понятия «твердость» – сравнение показателей, полученных в результате испытаний, неправильно. Потому и точного перевода величины твердости по Виккерсу (HV) в другие единицы твердости не существует.

Твердомер Виккерса – наиболее востребованный в производстве

Любой материал претерпевает изменения в результате эксплуатации продукции. Чем больше времени прошло, тем больше изменений и дефектов в структуре материала.

Опыт контроля и диагностики эксплуатационных свойств промышленной продукции показал, что наиболее эффективными приборами контроля являются твердомеры, поскольку есть возможность сохранить целостность изделий без повреждения и вырезки опытных образцов.

Твердомеры Виккерса, Бринелля и Роквелла отличаются индентором и сопроводительными таблицами в самых простых моделях, их устройство практически идентично. В электронных приборах результаты испытаний выводятся на экран.

В 2000 г. было введено понятие «универсальная твердость», или твердость по Мартенсу (проект Европейского стандарта). Показатель определяется с помощью стационарного твердомера Виккерса, поэтому для предприятий, осваивающих европейский рынок, выгодно приобрести именно это оборудование для собственной лаборатории.

Принцип работы твердомера Виккерса

Испытания твердости по Виккерсу регламентируются ГОСТом 2999. Нагрузка системы статическая. В очищенный от оксидной пленки образец, жестко закрепленный на пластине, вдавливается алмазный наконечник с определенным временем выдержки, 10-15 с.

По истечении времени нагрузку убирают, далее:

  • замеряют диагонали, которые отпечатались на образце под весом Р;
  • определяют диагонали d, вычисляют средний арифметический показатель;
  • рассчитывают твердость HV = 0,189P/ d2 .

Это конечная формула. В начальной используется синус угла между гранями вершины. Поскольку наконечник – правильная четырехугольная пирамида, угол составляет 136О.

Для облегчения работы на твердомере Виккерса составлены таблицы твердости, достаточно лишь точно через микроскоп определить значение диагоналей по специальной шкале.

Для исследований по Виккерсу подходят только те испытательные образцы, в которых толщина превышает диагональ отпечатка в 1,2 раза (черные металлы) или в 1,5 раз (цветные металлы). Если поверхность детали искривлена, ее радиус кривизны не должен быть меньше 5 мм. При определении твердости по Виккерсу для таких образцов используют поправочные коэффициенты.

Преимущества твердомера Виккерса

По принципу приложения силы твердомер Виккерса относится к приборам, определяющим твердость методом вдавливания. В этом случае:

  1. Испытания возможны при ограниченно малом объеме образцов.
  2. Фактически отсутствуют или ничтожно малы повреждения.
  3. Допустимы любые формы образцов и изделий.
  4. Возможно определение микротвердости.

Работа на твердомере Виккерса проста, не требует дополнительных расчетов вне зависимости от модели. Измерительные приборы оснащены автоматической поворотной турелью, приводом нагружения, системой контроля нагрузки и микроскопом.

В простых электромеханических моделях значение твердости устанавливают по таблице. Современные усовершенствованные твердомеры выдают результаты измерений на экран.

Обратите внимание: Твердомеры Виккерса, да и Роквелла, Бринелля – не дефектоскопы. Стационарный твердомер измеряет только твердость, не определяет внутренние дефекты, отклонение в химическом составе, зону коррозии и др. Для подобных целей можно приобрести ультразвуковой универсальный дефектоскоп.

Как купить твердомер Виккерса

Факт, подтвержденный обширными исследованиями: ассортимент нашего сайта, предлагающего твердомеры Роквелла, Бринелля или Виккерса, разнообразнее, чем в обычном магазине лабораторной техники в России. Большой выбор обусловлен тем, что компания ООО «Техдиагностика» заключила договоры с производителями. Поскольку нам не нужно нести затраты на складское хранение, цена твердомеров по Виккерсу будет ниже средней по рынку в Москве.

На стационарный твердомер Виккерса дается гарантия производителя. В большинстве случаев доставка осуществляется за наш счет.