Стационарный твердомер Виккерса МЕТОЛАБ 451

Стационарный твердомер Виккерса МЕТОЛАБ 451 предназначен для измерения твердости изделий из высокопрочных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов; тонколистовых сталей; закаленных и не закаленных сталей, литья; полудрагоценных и драгоценных камней; цинкованных, хромированных и луженых покрытий поверхностей с различной толщиной.

Метод Виккерса позволяет исследовать образцы практически любой толщины и твердости: анодированные, цементированные, азотированные поверхности; гальванические и химические покрытия; тонкие листовые материалы. Малые усилия и небольшие линейные размеры отпечатка позволяют практически не нарушать поверхность измеряемого образца.

Прибор обладает высокой точностью и повторяемостью результатов, подходит для контроля твердости больших партий заготовок.

Наиболее точные значения получаются при исследовании веществ с высокой твёрдостью.

Твердомер внесен в Гос. Реестр средств измерений РФ. Поставляется со Свидетельством о первичной поверке.

Преимущества твердомера МЕТОЛАБ 451

• Диапазон измерения твердости от 5 до 2500 HV.
• Широкий диапазон испытательных нагрузок: от 1 кг до 50 кг.
• Определение твердости материалов с самыми высокими значениями, т.к. алмазная пирамидка имеет максимальную известную твёрдость.
• Измерение диаметров отпечатков при помощи встроенного цифрового микроскопа.
• Цена деления шкалы отсчетного микроскопа: 0,5 мкм при 200х, 1 мкм при 100х.
• Ввод значений длины диагонали отпечатка вручную с панели управления с последующим автоматическим расчетом твердости.
• Электромеханический привод приложения и снятия основной нагрузки.
• Встроенный автоматический переключатель величины прилагаемой нагрузки.
• Контроль приложения нагрузки при помощи датчика силы.
• Яркий четкий ЖК дисплей с подсветкой, мембранная (защищенная) клавиатура.
• Русскоязычное меню.

Принцип измерения твердости по Виккерсу

Конструктивно прибор состоит из устройства приложения нагрузки и измерительного блока.

Принцип действия твердомера основан на статическом вдавливании наконечника — алмазной пирамидки Виккерса — это правильный четырёхгранный алмазный конус с углом 136° между противоположными граням. Такой угол выбран для того, чтобы сблизить значения метода Виккерса с методом Бриннеля (значения твердости в пределах 400-450 единиц практически совпадают).

Метод определения твердости по Виккерсу (HV) основан на исследовании зависимости глубины проникновения алмазного конуса (индентора) в исследуемый материал от величины усилия. После снятия усилия на поверхности образца остается отпечаток, соответствующий глубине погружения индентора.

Геометрические размеры индентора известны и строго регламентированы, поэтому вместо глубины погружения определяют площадь отпечатка в поверхностном слое испытуемого образца.

Самые часто используемые регламентированные значения:

• приложенная нагрузка — 30 кгс.
• время воздействия на поверхность 10-15 с.

Требования для проведения испытаний твердости образцов по методу Виккерса

— Поверхность образца для испытаний должна иметь шероховатость Ra<0,16 мкм и быть свободной от оксидной плёнки и посторонних веществ.

— Минимальная толщина образца для черных металлов должна быть больше диагонали отпечатка в 1,2 раза; для изделий из цветных металлов – в 1,5 раза.

— При использовании методики Виккерса по определению микротвердости с глубиной погружения 0,2 мкм — допустимая толщина материала может составлять 0,3 мкм. Глубина упрочненного слоя стали при использовании различных методик составляет десятые доли миллиметра, толщина слоя родия составляет десятки микрометров.

— Расстояние между центром отпечатка и краем образца или соседнего отпечатка должно быть не менее 2,5 длины диагонали отпечатка.

— Строго перпендикулярное направление приложения нагрузки к испытуемой поверхности.

— Плавное возрастание нагрузки до необходимого значения.

— Поддержание постоянства приложенной нагрузки в течение установленного времени — в основном 10-15 сек.

— Обычная температура проведения испытаний от +10° до +35°С.

— Малые линейные размеры образца требуют применение микроскопа для измерения размеров отпечатка, причем, чем тверже образец, тем более четкую картинку должен передавать микроскоп для сохранения точности измерения.

— Величина нагрузки зависит от предполагаемой твердости испытуемого материала: чем тверже поверхность образца, тем больше нагрузка. Это вызвано стремлением к уменьшению погрешности при определении площади и уменьшения влияния вязкости материала.

1. Образец установить на столик твердомера, при небольшой массе — зафиксировать.
2. Столик вращением рукоятки маховика поднять вверх до лёгкого соприкосновения с индентором.
3. Привести в действие электромеханический привод нагружения.
4. После установленной продолжительности измерения нагрузка снимается и рабочая головка, с закреплённым в ней индентором, возвращается в исходное положение.
5. Провести измерение диаметра отпечатка при помощи встроенного цифрового микроскопа.
6. Ввести среднее значение длины диагонали отпечатка вручную на панели управления прибора, после чего значение твердости будет рассчитано автоматически.

Перевод значений, измеренных другими методами, производится при помощи стандартных таблиц, которые входят в комплекты документации на измерительные приборы, а также присутствуют в справочной литературе.

Преимущества метода определения твердости по Виккерсу

• Возможность измерять твердость образцов из высокопрочных сталей, твердых и сравнительно мягких (алюминий, медь) сплавов, черных и цветных металлов, тонколистовых сталей (толщиной менее 0,3 мм), закаленных и не закаленных сталей, литья, полудрагоценных и драгоценных камней, цинкованных, хромированных и луженых покрытий поверхностей с различной толщиной.
• Малая площадь взаимодействия индентора с поверхностью позволяет измерять твёрдость отдельных вкраплений или зерен в теле образца.
• Определение твёрдости отдельных слоёв металла: цементированного при химико-термической обработке образца, или слоя с изменённым химическим составом (после поверхностного упрочнения или легирования).
• Повышенная точность результата:

— диагональ отпечатка (d) измеряется с помощью специально установленного на твердомере цифрового микроскопа с точностью 0,5-1 мкм;
— отсутствие деформации алмазной пирамидки индентора и самой испытательной головки.

• Наблюдается хорошее совпадение значений твёрдости по Виккерсу и Бринеллю в пределах от 100 до 450 НV.

Недостатки метода

• Основной недостаток метода Виккерса заключен в самом принципе измерений – это зависимость полученного значения твёрдости от приложенной нагрузки или глубины внедрения индентора. Особенно сильно эта зависимость проявляется при малых нагрузках. Чтобы избежать погрешностей, жестко регламентированы величины прилагаемых усилий и время воздействия на образец.
• Высокие требования к чистоте и шероховатости поверхности — необходима тщательная подготовка исследуемой поверхности.
• Относительно большое время испытания.

1. Твердомер МЕТОЛАБ 451
2. Алмазный индентор типа НП с углом при вершине 136°
3. Стандартный образец твёрдости по Виккерсу — 2 шт.
4. Плоский стол для испытаний
5. Большой плоский рабочий стол
6. V-образный призматический стол для испытаний
7. 10х микрометр
8. Объективы к микроскопу 10х и 20х
9. Пылезащитный чехол
10. Руководство по эксплуатации
11. Паспорт
12. Свидетельство о первичной поверке