Phương pháp đo độ cứng Vicker được thực hiện bằng cách ấn 1 mũi thử kim cương hình chop 4 cạnh dưới tác dụng của 1 lực xác định vào vật liệu cần đo, mũi thử bằng kim cương sẽ tạo ra một vết lõm trên bề mặt vật liệu.Đơn vị của phương pháp: HV
A. Cấu tạo đầu đo và lực tác dụng:
- Cấu tạo mũi thử kim cương: Mũi hình chop 4 cạnh, có góc ở giữa 2 mặt chop đối diện nhau là 136o
- Lực tác dụng: 30N, 50N, 100N, 150N, 300N… tùy vào ứng dụng.
B. Cách tính giá trị độ cứng vật liệu dựa vào vết lõm trên bề mặt vật liệu:
Độ cứng Vicker được tính bằng F/S, tức lực F chia cho diện tích bề mặt vết lõm S. Diện tích bề mặt vết lõm S được tính theo chiều dài trung bình 2 đường chéo d1 và d2 của vết lõm S.
Giá trị độ cứng Vicker được tính theo công thức sau:
Trong đó:
- HV : độ cứng Vicker
- F : lực được sử dụng để kiểm tra (N)
- d 1,2 : chiều dài 2 đường chéo của vết lõm (mm)
C. Ứng dụng của phương pháp:
- Phương pháp đo độ cứng Vicker là Phương pháp đo độ cứng mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao nhất. Được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và trong các nghành công nghiệp.
- Chúng ta có thể sử dụng thiết bị đo độ cứng Vicker để đo độ cứng với độ chính xác cao cho tất cả các loại kim loại cứng và mềm như: sắt, thép, gang, đồng, nhôm, hợp kim các loại…
- Phương pháp đo độ cứng vicker rất thích hợp để sử dụng trong các trường hợp sau: đo độ cứng lớp xi mạ trên vật liệu, đo độ cứng các chi tiết cơ khí có kích thước nhỏ, đo độ cứng với độ chính xác cao.
- Máy kiểm tra độ cứng Vicker có ứng dụng rộng rãi trong việc kiểm tra kim loại, đặc biệt là các bộ phận nhỏ được xử lý nhiệt, và cũng thích hợp để thực hiện các phép kiểm tra mục đích đặc biệt như độ cứng của vỏ được phủ cacbon, độ cứng tối đa của mối hàn tại chỗ, độ cứng ở nhiệt độ cao và độ bền đứt gãy của vật liệu gốm.
D. Ưu điểm của phương pháp đo Vicker:
- Mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao cho phép đo, dải đo rộng
- Chỉ dùng 1 đầu đo duy nhất để đo độ cứng cho tất cả các loại vật liệu, không cần thay thế đầu đo.
- Đo được độ cứng lớp xi mạ
- Đo được độ cứng các chi tiết rất nhỏ mà các phương pháp khác không để làm được
- Phương pháp này gần như khắc phục được nhược điểm của cả hai phương pháp Brinell và Rockwell với khả năng đo độ cứng trên dải rộng nhưng không cần sử dụng nhiều loại đầu thử.
- Phương pháp thử độ cứng Vickers không gây biến dạng bề mặt có thể kiểm tra cả lớp tôi mỏng hoặc thành phẩm. Diện tích kiểm tra thậm chí ở mức cấu trúc tinh thể (nên các máy đô độ cứng vickers còn có thể gọi là các máy kiểm tra tế vi), cũng vì vậy mà độ chính xác của phép đo phụ thuộc mạnh vào bề mặt đối tượng đo, nên cần chuẩn bị bề mặt mẫu rất kỹ trươc khi tiến hành đo. Phương pháp này dùng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu đánh giá vật liệu.
- Các máy đo độ cứng Vickers thường có kích thước nhỏ, gọn và nhẹ hơn so với các máy đo Brinell hay Rockwell do lực thử của phương pháp này nhỏ hơn nên hệ thống gia tải bớt cồng kềnh hơn.
- So với hệ thống quang học của máy đo Brinell chỉ cần sử dụng loại kính có độ phóng đại cỡ 10 lần, hệ thống quang học của máy đo độ cứng Vickers có độ phóng đại cỡ 100 – 500 lần và thường gắn liền với thân máy. Một số đười máy hiện đại còn có thể hiển thị, đo và tính toán độ cứng trực tiếp trên máy tính giúp nâng cao độ chính xác của phép đo
C. Nhược điểm:
- Thời gian chuẩn bị mẫu và đo lâu, mẫu đo cần phải được mài phẳng trước khi đo.
- Giá thành máy đo độ cứng Vicker cao.
- Có thể cần trang bị thêm quá trình chuẩn bị mẫu: máy cắt mẫu và mài mẫu.
- Nhược điểm của phương pháp đo độ cứng Vickers là phạm vi đo hẹp, khó lấy giá trị trung bình đối với các đối tượng đo có vật liệu không đồng nhất, ngoài ra quá trình chuẩn bị bề mặt mẫu cần kỹ lưỡng nên tốn thời gian hơn các phương pháp còn lại.
Phương pháp đo độ cứng Vicker được thực hiện bằng cách ấn 1 mũi thử kim cương hình chop 4 cạnh dưới tác dụng của 1 lực xác định vào vật liệu cần đo, mũi thử bằng kim cương sẽ tạo ra một vết lõm trên bề mặt vật liệu.Đơn vị của phương pháp: HV
A. Cấu tạo đầu đo và lực tác dụng:
- Cấu tạo mũi thử kim cương: Mũi hình chop 4 cạnh, có góc ở giữa 2 mặt chop đối diện nhau là 136o
- Lực tác dụng: 30N, 50N, 100N, 150N, 300N… tùy vào ứng dụng.
B. Cách tính giá trị độ cứng vật liệu dựa vào vết lõm trên bề mặt vật liệu:
Độ cứng Vicker được tính bằng F/S, tức lực F chia cho diện tích bề mặt vết lõm S. Diện tích bề mặt vết lõm S được tính theo chiều dài trung bình 2 đường chéo d1 và d2 của vết lõm S.
Giá trị độ cứng Vicker được tính theo công thức sau:
Trong đó:
- HV : độ cứng Vicker
- F : lực được sử dụng để kiểm tra (N)
- d 1,2 : chiều dài 2 đường chéo của vết lõm (mm)
C. Ứng dụng của phương pháp:
- Phương pháp đo độ cứng Vicker là Phương pháp đo độ cứng mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao nhất. Được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và trong các nghành công nghiệp.
- Chúng ta có thể sử dụng thiết bị đo độ cứng Vicker để đo độ cứng với độ chính xác cao cho tất cả các loại kim loại cứng và mềm như: sắt, thép, gang, đồng, nhôm, hợp kim các loại…
- Phương pháp đo độ cứng vicker rất thích hợp để sử dụng trong các trường hợp sau: đo độ cứng lớp xi mạ trên vật liệu, đo độ cứng các chi tiết cơ khí có kích thước nhỏ, đo độ cứng với độ chính xác cao.
- Máy kiểm tra độ cứng Vicker có ứng dụng rộng rãi trong việc kiểm tra kim loại, đặc biệt là các bộ phận nhỏ được xử lý nhiệt, và cũng thích hợp để thực hiện các phép kiểm tra mục đích đặc biệt như độ cứng của vỏ được phủ cacbon, độ cứng tối đa của mối hàn tại chỗ, độ cứng ở nhiệt độ cao và độ bền đứt gãy của vật liệu gốm.
D. Ưu điểm của phương pháp đo Vicker:
- Mang lại độ chính xác và độ tin cậy cao cho phép đo, dải đo rộng
- Chỉ dùng 1 đầu đo duy nhất để đo độ cứng cho tất cả các loại vật liệu, không cần thay thế đầu đo.
- Đo được độ cứng lớp xi mạ
- Đo được độ cứng các chi tiết rất nhỏ mà các phương pháp khác không để làm được
- Phương pháp này gần như khắc phục được nhược điểm của cả hai phương pháp Brinell và Rockwell với khả năng đo độ cứng trên dải rộng nhưng không cần sử dụng nhiều loại đầu thử.
- Phương pháp thử độ cứng Vickers không gây biến dạng bề mặt có thể kiểm tra cả lớp tôi mỏng hoặc thành phẩm. Diện tích kiểm tra thậm chí ở mức cấu trúc tinh thể (nên các máy đô độ cứng vickers còn có thể gọi là các máy kiểm tra tế vi), cũng vì vậy mà độ chính xác của phép đo phụ thuộc mạnh vào bề mặt đối tượng đo, nên cần chuẩn bị bề mặt mẫu rất kỹ trươc khi tiến hành đo. Phương pháp này dùng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu đánh giá vật liệu.
- Các máy đo độ cứng Vickers thường có kích thước nhỏ, gọn và nhẹ hơn so với các máy đo Brinell hay Rockwell do lực thử của phương pháp này nhỏ hơn nên hệ thống gia tải bớt cồng kềnh hơn.
- So với hệ thống quang học của máy đo Brinell chỉ cần sử dụng loại kính có độ phóng đại cỡ 10 lần, hệ thống quang học của máy đo độ cứng Vickers có độ phóng đại cỡ 100 – 500 lần và thường gắn liền với thân máy. Một số đười máy hiện đại còn có thể hiển thị, đo và tính toán độ cứng trực tiếp trên máy tính giúp nâng cao độ chính xác của phép đo
C. Nhược điểm:
- Thời gian chuẩn bị mẫu và đo lâu, mẫu đo cần phải được mài phẳng trước khi đo.
- Giá thành máy đo độ cứng Vicker cao.
- Có thể cần trang bị thêm quá trình chuẩn bị mẫu: máy cắt mẫu và mài mẫu.
- Nhược điểm của phương pháp đo độ cứng Vickers là phạm vi đo hẹp, khó lấy giá trị trung bình đối với các đối tượng đo có vật liệu không đồng nhất, ngoài ra quá trình chuẩn bị bề mặt mẫu cần kỹ lưỡng nên tốn thời gian hơn các phương pháp còn lại.