سختی ویکرز
در آزمون سختی ویکرز (Vickers Hardness) از یک هرم با قاعده مربع به عنوان سنبه استفاده می شود. زاویه میان وجوه مقابل این هرم 136 درجه است. علت انتخاب این زاویه به نسبت قطر فرورفتگی به قطر گلوله (d/D) در آزمایش برینل باز می گردد. نسبت d/D در آزمایش های برینل بین 0.25 و 0.5 قرار می گیرد. برای سنبه آزمون ویکرز نسبت d=0/375 D به کار گرفته شده است. بنابراین برای ایجاد چنین نسبتی زاویه مخروط باید 136 درجه باشد. بنابراین هنگامی که مقدار معمولی برای آزمون برینل بدست آید، DPH و BHN تقریبا برابرند. به دلیل شکل سنبه آزمون ویکرز، به آن آزمایش سختی هرم {{الماس}}ی هم گفته می شود.
عدد سختی ویکرز
عدد سختی هرم الماسی (DPH) یا عدد سختی ویکرز (VHN یا VPH) برابر است با: بار تقسیم بر مساحت فرو رفتگی. مساحت فرورفتگی از مقادیر میکروسکوپی طول ها و قطرهای اثر محاسبه می شود.
P=بار وارده بر حسب کیلوگرم
L= میانگین طول قطرها بر حسب میلی متر
θ= زاویه میان وجوه مقابل الماس (136o)
روش انجام آزمون ویکرز
در دستگاه های آزمایش استاندارد ویکرز، دو تیغه، درون چشمی میکروسکوپ، تعبیه شده اند. تیغه ها طوری تنظیم می شوند که درست بر لبه های فرورفتگی منطبق شوند. فاصله بین دو تیغه از روی مقیاس متصل به چشمی خوانده می شود. عدد خوانده شده، عدد چشمی نام دارد و همراه هر دستگاه آزمایش جدول هایی برای تبدیل عدد چشمی به عدد سختی ویکرز به ازاء نیروهای مختلف وجود دارد. عدد چشمی را می توان با دقت 0.001 میلی متر خواند. برای دستیابی به بهترین جواب آزمون سختی، نیروی فرورونده باید طوری انتخاب شود که قطر فرورفتگی حدود 0.5 میلی متر باشد. ضخامت ماده آزمایش نباید کمتر از 1.5 D باشد.
|
 |
||||||||||||||||
تحلیل آزمون ویکرز
آثار فرورفتگی آزمون ویکرز، می تواند به شکل مربع، جاسوزنی بشکه ای باشد. فرو رفتگی به شکل جا سوزنی در نتیجه گود افتادگی فلز در اطراف وجوه مسطح هرم ایجاد می شود. این شرایط در مورد فلزات آنیل شده مشاهده می شود و طول قطر ها زیادتر برآورد شود. فرورفتگی به شکل بشکه ای در فلزات کار سرد شده ایجاد می شود. این فرورفتگی از برآمده شدن یا تجمع فلز در اطراف وجوه سنبه ناشی می شود. در این مورد اندازه قطر، سطح تماس را کم تر برآورد کرده و اعداد سختی با اشتباه زیاد بدست می آیند.
مزایای آزمون ویکرز
آزمایش ویکرز به طور گسترده در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا، با یک مقدار بار اعمالی مشخص، می توان سختی فلزات خیلی نرم (5 DPH) تا مواد خیلی سخت (DPH 1500) را اندازه گیری کرد. در روش های راکول و برینل مقدار بار یا نوع سنبه تغییر می کند و بنابراین نمی توان سختی مواد مختلف را بر حسب یک معیار با یکدیگر مقایسه کرد. مقدار بار آزمون ویکرز از 1 تا 120 کیلوگرم متغییر است و به سختی فلزی که آزمایش می شود بستگی دارد.
معایب آزمون ویکرز
علی رغم مزایای این آزمون، این آزمون به طور متداول مورد قبول نیست، چون:
- سرعت کمی دارد.
- سطح نمونه باید با دقت آماده شود.
- در تعیین طول قطر امکان بیشتری برای بروز خطا موجود است.
استانداردهای تست ویکرز
استاندارد ایزو (ISO)
ISO 6507-1: Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method
ISO 6507-2: Metallic materials - Vickers hardness test - Part 2: Verification and calibration of testing machines
ISO 6507-3: Metallic materials - Vickers hardness test - Part 3: Calibration of reference blocks
ISO 6507-4: Metallic materials - Vickers hardness test - Part 4: Tables of hardness values
استاندارد ASTM
ASTM E92: Standard method for Vickers hardness of metallic materials (Withdrawn and replaced by E384-10e2)
ASTM E384: Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials
منابع و پیوندها
گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن
جورج دیتر ، متالورژی مکانیکی ، ترجمه شهره شهیدی ، مرکز نشر دانشگاهی.
ورنون جان ، آزمون مواد ، ترجمه علی حائریان و محسن کهرم، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است
