Расчет значений твердости и микротвердости

Для расчета твердости и микротвердости по Виккерсу (HV) и Бринеллю (НВ) стандартизованы формулы [33]:

где Р — нагрузка на индентор, кге, F — площадь поверхности отпечатка, d_vwd- диагональ и диаметр отпечатка, мкм, D — диаметр вдавливаемого шарика, мм, h — глубина внедрения, мм, к — коэффициент, зависящий от формы индентора и для пирамиды Виккерса равный 1,854.

Геометрия пирамиды Виккерса, рассчитанная из условия примерного равенства НВ и HV, соответствует d/D = 0,375. Пирамида Виккерса-это четырехгранная алмазная пирамида с углом 136 градусов между противоположными гранями (рис. 2.1, в).

Число микротвердости Ну представляет собой (как и при определении твердости по Виккерсу) частное от деления нагрузки на условную площадь боковой поверхности полученного отпечатка F:H= P/F. Так как для четырехгранной пирамиды с углом между противоположными гранями при вершине 136°.

где d — среднее арифметическое длины обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мкм.

По ГОСТу число микротвердости записывают без единицы измерения, [кге/мм²], с указанием нагрузки в кге, например, 120HV0,01 (120 — число твердости, 0,01 — нагрузка) [35].

Теоретически форма отпечатка от вдавливания четырехгранной алмазной пирамиды с квадратным основанием должна представлять квадрат, если вдавливание происходило в веществе, обладающем совершенной пластичностью (рис. 2.1, в). На практике большинство материалов сочетает комплекс пластично-упругих характеристик, поэтому получаются квадратоподобные или ромбовидные отпечатки. Ромбовидные отпечатки образуются на плоскостях и срезах таких минералов, у которых наблюдается анизотропия упругих сил во взаимно перпендикулярных направлениях [1].