Микротвердость

Определение микротвердости в макроскопической области, т.е. с применением больших усилий при испытаниях (F > 30H), приводят к получения большого отпечатка, который выбирают в качестве параметра макротвердости, характерного для структуры в целом. К испытаниям такого рода относятся способы определения твердости по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу. При определении микротвредости используют малые нагрузки (до 2Н). в этом случае удается получить характеристики твердости в специфических областях. Например, можно измерить твердость отдельных кристаллитов, включений или границ зерен.

Микротвердость может быть измерена различными методами, которые отличаются друг от друга формой индентора и способом расчета микротвердости []. В большинстве случаев в качестве индентора при измерении микротвердости, как и в случае определения твердости по Виккресу, используют правильную четырехгранную алмазную пирамиду с углом при вершине 136^о. Тогда число микротвердости определяется как отношение нагрузки P (в граммах) к площади боковой поверхности полученного пирамидального отпечатка S (в мкм).

,

Площадь бокового отпечатка можно найти по формуле:

,

где d – диагональ отпечатка в мкм,

Тогда твердость будет определяться по формуле:

.

Число микротвердости записывают без размерности с указание величины нагрузки в гс, например, H ₅–300, H ₂₀–250.

Одним из главных требований к образцам, используемым для измерения микротвердости, является правильная подготовка поверхностного слоя образца. Он должен по возможности полно характеризовать тот материал, твердость которого необходимо определить. Все поверхностные дефекты (оксидный слой, выбоины, вмятины, грубые царапины) должны быть удалены. Для этого, как правило, используют металлографические шлифы, подготовленные на специальном оборудовании. Нагрузка должна прилагаться по оси вдавливания перпендикулярно к испытуемой поверхности. Поскольку микротвердость является статистической величиной, то, как правило, проводят несколько испытаний, при этом, расстояние между центрами соседних отпечатков должно быть не менее двух длин диагонали большого отпечатка. Кроме этого расстояние от центра отпечатка до края образца также должно быть не менее двух длин диагонали отпечатка, а толщина образца не менее 3-5 длин диагонали отпечатка.