سختی سنجی ویکرز

سختی سنجی ویکرز یکی از چهار روش متداول برای انجام آزمايش سختی فرورفتگی يا سختی نفوذی است.

سختی سنجی ویکرز

سختی سنجی ویکرز یکی از چهار روش متداول برای انجام آزمایش سختی فرورفتگی یا سختی نفوذی است.

در این روش، ایندنتور یا فرو رونده به شکل یک هرم مربع القاعده است که زاویه بین وجه های مقابل هم 136 درجه می باشد. دلیل انتخاب این زاویه این است که با مطلوب ترین نسبت قطر فرو رفتگی به قطر گلوله در روش برینل نزدیک است[1]. به دلیل شکل ایندنتور این روش آزمون هرم-الماسی نیز نامیده می شود.

عدد سختی هرم-الماسی ( DPH ) و یا سختی ویکرز ( HV ) مانند روش برینل به صورت بار تقسیم بر مساحت فرورفتگی تعیین می گردد. در عمل این مساحت از مقادیر میکروسکوپی طول ها و قطر های اثر محاسبه می شود. گستره بار اعمالی در این روش معمولا بین 1 الی 120 کیلوگرم می باشد[2]. جداولی وجود دارد که مقدار سختی را با توجه به قطر اثر خوانده شده بدست آورد. همچنین می توان از رابطه زیر سختی را محاسبه نمود:

فرمول محاسبه دستی سختی ویکرز

در این فرمول L نیروی بارگزاری شده بر حسب کیلوگرم و d قطر اثر مربع شکل بر حسب میلیمتر مربع می باشد. به علت گستره وسیع بارهای قابل اعمال در این روش سختی سنج ویکرز قادر است سختی ورق های خیلی نازک را به خوبی مقاطع ضخیم اندازه بگیرد[2].

در آزمایش سختی راكول یا آزمایش سختی برینل در بعضی موارد لازم است كه در نقطه ای از مقیاس سختی، بار یا نوع ایندنتور تغییر كند. در نتیجه مقادیر انتهای یك مقیاس را نمی توان با مقادیر انتهای دیگر مورد مقایسه قرارداد. اما از آنجا كه اثرهای بدست آمده توسط ایندنتور هرمی شكل از نظر شكل هندسی مشابه هستند اندازه آنها مهم نبوده و DPH باید مستقل از بار باشد[1].

از سختی سنج ویكرز اصولا در پژوهش ها استفاده می شود. یكی از مزایای سختی سنج ویكرز كه بعضی از كاربران این دستگاه به آن اعتراف كرده اند، دقت اندازه گیری ابعاد فرو رفتگی حاصله است. اندازه گیری قطر یك مربع، بسیار دقیق تر از اندازه گیری قطر یك دایره است زیرا برای اندازه گیری قطر دایره بایستی فاصله دو خط مماس بر دایره اندازه گرفته شود. روش ویكرز، نسبتا سریع بوده و با آن می توان سختی نمونه های نازك تا 0.006 اینچ ضخامت را اندازه گرفت. به نظر می رسد كه امكان مسطح شدن ایندنتور ویكرز كمتر از ایندنتور برینل باشد.

از معایب آزمایش ویكرز این است كه این آزمایش، مخرب بوده و سرعت اجرای آن كمتر از آزمایش برینل و راكول است و سطح قطعه نمونه را بایستی قبل از آزمایش پرداخت نمود كه این كار وقت زیادی را می گیرد. اگرچه آزمایش ویكرز بسیار دقیق تر از راكول و برینل است ولی قیمت دستگاه آن نیز گرانتر می باشد. در مقابل، نتایج آزمایش ویكرز در سطح وسیعی از صنایع پذیرفته شده است.

ایندنتور ویکرز با رأس هرمی شکل از جنس الماس

ایندنتور ویکرز با رأس هرمی شکل از جنس الماس

اثر ایجاد شده توسط ایندنتور ویکرز

اثر ایجاد شده توسط ایندنتور ویکرز

مراجع

  1. Dieter, G.E. and D.J. Bacon, Mechanical metallurgy. Vol. 3. 1986: McGraw-hill New York.
  2. Avner, S.H., Introduction to physical metallurgy. 1964.