ASTM E92: Tvrdost metodou Vickers
Norma ASTM E92 je standardizovaná metoda, která se používá v rozsahu nízkých a vyšších zatížení (200 g – 120 kg) pro stanovení tvrdosti kovových materiálů metodami Vickers a Knoop. K vytvoření vtisku do zkoušeného materiálu se používá diamantový hrot ve tvaru jehlanu. Tvrdost materiálu se stanoví na základě velikosti vzniklého vtisku.
Pro stanovení tvrdosti metodou Vickers v rozsahu mikrotvrdosti (1 g – 200 g) se používá norma ASTM E384.
Oblasti použití Postup zkoušky stanovení tvrdosti podle Vickerse Výpočet tvrdosti podle Vickerse Aplikace zatížení Minimální vzdálenost zkušebních vtisků Výhody a nevýhody Tvrdoměr Vickers
Proč je důležité provádět zkoušku v souladu s normou ASTM E92?
Norma ASTM E92, kterou vypracovala ASTM International – známá celosvětově platnými normami – definuje standardizovanou metodu měření tvrdosti podle Vickerse. Tato metoda hraje zásadní roli při hodnocení odolnosti proti opotřebení a trvanlivosti materiálů, které přímo ovlivňují vlastnosti a životnost výrobků.
Společnost ASTM International, známá též pod oficiálním názvem American Society for Testing and Materials je mezinárodně uznávaná normalizační organizace, která se zabývá definováním technických norem pro materiály, výrobky, systémy a služby. Metoda měření tvrdosti podle Vickerse dle normy ASTM E92 se používá v různých průmyslových odvětvích po celém světě.
Zkouška tvrdosti metodou Vickers podle ASTM E92
Stanovení tvrdosti metodou Vickers podle normy ASTM E92 je zkušební metoda pro určení tvrdosti s optickým vyhodnocením, při které se měří velikost vtisku na povrchu testovaného materiálu, který zanechá diamantový hrot ve tvaru jehlanu (čtvercová základna a vrcholový úhel α = 136°). Zkušební zatížení je aplikováno s požadovanou rychlostí a přesností. Úhlopříčky vtisku se použijí k výpočtu tvrdosti podle Vickerse, která umožňuje přesně určit tvrdost materiálu. Odchylka velikosti úhlopříček přitom nesmí u této metody překročit 5 %.
Při zkoušce tvrdosti metodou Vickers podle normy ASTM E92 se měří velikost vtisků vytvořených diamantovým hrotem ve tvaru jehlanu při různých zatíženích, obvykle od 200 g, v závislosti na materiálu a použití. Přesná zatížení, která mají být použita pro danou zkoušku, jsou uvedena v normě ASTM E92. Tím se zajistí spolehlivé měření.
Výpočet tvrdosti metodou Vickers podle ASTM E92
- Vickersova tvrdost (HV) se podle normy ASTM E92 vypočítá jako poměr působícího zatížení F (vyjádřené v newtonech N) a plochy trvalého vtisku na zkušebním vzorku. Pro určení plochy tohoto vtisku vytvořeného diamantovým hrotem se použije průměrná hodnota velikosti dvou úhlopříček d1 a d2 (měřená v milimetrech). Vyhodnocení průměrné hodnoty je nutné, protože plocha vtisku často nemá dokonale čtvercový tvar. Vzorec pro výpočet je uveden níže.
- Norma ASTM E92 uvádí doporučené rozsahy tvrdosti dle Vickerse. Tyto rozsahy závisí na použitém zkušebním zatížení a druhu zkoušeného materiálu. Rozsah se obvykle pohybuje od 1 do 3 000 HV v závislosti na konkrétních podmínkách zkoušky a vlastnostech materiálu.
Aplikace zkušebního zatížení podle ASTM E92
- Zatížení musí být aplikováno během 10 sekund bez vibrací nebo otřesů.
- Poté se toto zatížení udržuje po dobu 10 až 15 sekund.
- Některé aplikace mohou vyžadovat delší dobu působení. V takovém případě je tolerance ±2 sekundy, kterou je nutno uvést v protokolu o zkoušce.
- Používané zkušební zatížení se pohybuje mezi 200 g a 120 kg.
Pravidla pro vzdálenosti vtisků u metody Vickers v souladu s ASTM E92
Norma ASTM E92 rovněž definuje minimální vzdálenosti mezi měřenými vtisky a vzdálenost od okraje vzorku. Cílem je zabránit ovlivnění výsledků při stanovení tvrdosti, které by mohlo vzniknout v důsledku plastické deformace materiálu v okolí vtisků.
Hodnoty minimálních vzdáleností v souladu ASTM E92 jsou uvedeny v diagramu.
Výhody a nevýhody tvrdoměrů Vickers
Výhody:
- Měření všech materiálů, od měkkých po tvrdé.
- Pro všechna měření stačí pouze jeden indentor.
Nevýhody:
- Pro přesné měření, obzvlášť při nízkých zatíženích, je vyžadována kvalitní příprava povrchu.
- Pomalejší než ostatní metody (doba trvání bez přípravy je 30–60 sekund).
- Optické vyhodnocení zvyšuje náklady.
Metoda Vickers je často upřednostňována pro svou univerzálnost, i přes nutnou přípravu vzorků a vyšším nákladům.
Tvrdoměr pro provádění standardizovaného měření tvrdosti podle ASTM E92
Naše moderníMikrotvrdoměr DuraScan řady tvrdoměrů Vickers lze využívat nejen pro standardizované zkoušky tvrdosti podle Vickerse a Knoopa, ale také pro metodu dle Brinella a v některých případech i Rockwella.
Naše tvrdoměry DuraScan Vickers jsou k dispozici v různých variantách. Nabízíme jednoduché přístroje určené primárně pro jednotlivá měření až po plně automatizované modely pro náročné sériové zkušební úlohy.
Více informací o DuraScan Požádat o cenovou nabídku nebo konzultaci
Často kladené dotazy k měření tvrdosti metodou Vickers podle ASTM E92
Normy ASTM pro stanovení tvrdosti podle Vickerse jsou dvě. ASTM E92 je určena pro standardní rozsah zatížení 200 g – 120 kg, ASTM E384 se používá pro rozsah mikrotvrdosti (1 g – 200 g).
Norma ASTM E384 se vztahuje pouze na rozsah mikrotvrdosti (1 g – 200 g), zatímco norma ASTM E92 zahrnuje standardní rozsah a nízké zatížení (200 g – 120 kg).