Стандартный метод испытаний ASTM E384 для определения микротвердости материалов методом индентирования, разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM), описывает метод определения микротвердости материалов методом индентирования. Этот метод включает в себя микроиндентационные испытания, проводимые с помощью инструментов Кнупа и Виккерса при испытательных усилиях в диапазоне от 9,8 x 10⁻³ до 9,8 Н (от 1 до 1000 гс).
Данный метод испытаний включает анализ потенциальных источников ошибок, которые могут возникнуть во время испытаний на микроиндентирование, а также того, как эти факторы влияют на чувствительность, смещение, повторяемость и воспроизводимость результатов испытаний.
Информация о требованиях к непосредственной проверке и калибровке испытательной машины, а также требованиях к изготовлению и калибровке эталонных мер твердости по Виккерсу и Кнупу содержится в стандарте «ASTM E92 Стандартные методы испытаний твердости по Виккерсу и Кнупу металлических материалов».
В этом методе испытаний показатель твёрдости определяется путём формирования очень маленького отпечатка с применением относительно небольшого усилия по сравнению с традиционными испытаниями на твёрдость методом объёмного инденторирования. Алмазный индентор Кнупа или Виккерса определённой геометрии вдавливается в поверхность испытуемого образца с приложением усилия от 1 до 1000 гс с помощью испытательной машины, специально разработанной для этого типа работ.
Размер отпечатка измеряется с помощью светового микроскопа, оснащенного филярной линзой или другим измерительным прибором. Число твердости по Кнупу определяется путем деления силы на площадь проекции отпечатка. Число твердости по Виккерсу определяется путем деления силы на площадь поверхности отпечатка.
При снятии индентора после цикла нагружения предполагается, что упругого восстановления не происходит, то есть индентор сохраняет свою форму после снятия нагрузки, но это не всегда так. В тесте Кнупа предполагается, что отношение длинной диагонали отпечатка к короткой диагонали такое же, как у индентора, но это не всегда так из-за упругого восстановления.
Испытания на твёрдость оказались весьма полезными для оценки материалов, контроля качества производственных процессов, а также для исследований и разработок. Хотя твёрдость носит экспериментальный характер, её можно связать с пределом прочности на разрыв для многих металлов и сплавов, а также она является показателем обрабатываемости, износостойкости, вязкости и пластичности.
Микроиндентирование используется для оценки и измерения изменений твёрдости, происходящих на небольшом расстоянии. Эти изменения могут быть преднамеренными, вызванными локальными процессами поверхностного упрочнения, такими как дробеструйная обработка, холодное волочение, закалка пламенем, индукционная закалка, цементация, азотирование или нитроцементация. Они также могут быть непреднамеренными, вызванными такими процессами, как цементация, локальное разупрочнение в процессе эксплуатации или композиционная/микроструктурная сегрегация. Низкие испытательные нагрузки также позволяют проводить испытания твёрдости на материалы, слишком тонкие или слишком малые для макроиндентирования. Микроиндентирование позволяет проводить испытания твёрдости определённых фаз или компонентов, а также областей или наклонных поверхностей, которые слишком малы для оценки макроиндентированием.
Поскольку микроиндентирование выявляет вариации твёрдости, характерные для большинства материалов, одно значение может не отражать объёмную твёрдость. Для определения объёмной твёрдости можно использовать испытания по Виккерсу при 1000 гс, но, как и в случае любого испытания на твёрдость, рекомендуется провести серию индентирований и при необходимости рассчитать среднее значение и стандартное отклонение.
Микроиндентирование обычно проводится для измерения изменений твёрдости на малых расстояниях. Для определения этих изменений требуется очень небольшое физическое вдавливание. Испытательные устройства, создающие отпечатки при очень малых испытательных усилиях, должны быть тщательно сконструированы для точного приложения испытательных усилий к точному месту и должны иметь высококачественную оптическую систему для точного измерения диагоналей малых отпечатков. Испытательные усилия в верхней части диапазона, определённого здесь, могут быть использованы для оценки объёмной твёрдости.
В целом, индентирование по Виккерсу более подходит для определения объёмных (средних) свойств, поскольку твёрдость по Виккерсу не меняется при выборе испытательной силы в диапазоне от 25 до 1000 гс, поскольку геометрия индентора постоянна и зависит от глубины. Однако индентирование по Кнупу геометрически неоднородно с глубиной, и твёрдость по Кнупу варьируется во всём диапазоне усилий, определённом здесь (и за его пределами), особенно при максимальной испытательной силе 200 гс.
Основные причины важности стандарта ASTM E384:
Короче говоря, стандарт ASTM E384 необходим, когда требуются точные и последовательные измерения микротвердости для целей проектирования, производства или исследований.
Наша организация, которая уже много лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, располагает сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ASTM E384 «Метод испытаний на микротвердость материалов».
Вы можете попросить нас заполнить нашу форму, чтобы записаться на прием, получить более подробную информацию или запросить оценку.
