Vickers hardheidsmeting volgens ISO 6507 / ASTM E384
De Vickers hardheidsmeetmethode is ideaal voor het testen van alle metalen en heeft daardoor het breedste toepassingsgebied. De hardheidstestmethode volgens Vickers wordt beschreven in de normen ISO 6507 (Metalen – Vickers hardheidsmeting – Deel 1: Testmethode) en ASTM E394 (Standaard testmethode voor micro-indentatie hardheid van materialen volgens Vickers en Knoop).
Vickers hardheid testprocedure Vickers hardheid berekening Uitoefenen van de testkracht Minimale afstand tussen de testpunten Voordelen en nadelen Vickers hardheidsmeter
Algemene informatie over Vickers hardheidsmetingen
De gebruikte indenter in de Vickers testmethode is een diamanten piramide met een vierkante basis met een tophoek van α = 136°. Deze wordt in het sample gedrukt met een testkracht (volgens norm vanaf 10 g) en aangehouden tijdens de belastingsduur.
De lengte van beide diagonalen van de blijvende indrukking worden optisch gemeten. De Vickers hardheid wordt dan berekend uit het gemiddelde van de diagonalen en de uitgeoefende testkracht.
Procedure voor de Vickers hardheidsmeting volgens ISO 6507
Bij de Vickers hardheidsmeting, een optische methode, wordt de afmeting van de door het indruklichaam achtergelaten indrukking (de diagonalen) opgemeten. Bij dieptemeetmethoden wordt de diepte van de door het indruklichaam veroorzaakte indrukking gemeten (enkel Rockwell is genormeerd).
Hoe groter de in het oppervlak met een bepaalde testkracht door een indruklichaam aangebrachte indrukking, hoe zachter het geteste materiaal.
Voor het bepalen van de Vickers hardheid (HV) volgens ISO 6507 wordt het piramidevormige indruklichaam (met tophoek van 136°) in een sample (werkstuk) gedrukt met een bepaalde testlast vanaf 1 gf.
Berekening van de Vickers hardheid
- De Vickers hardheid (HV) wordt bepaald uit het quotiënt van de uitgeoefende testkracht (F in newton N) en de oppervlakte van de blijvende indrukking op het sample (zie formule hieronder). Voor het berekenen van de oppervlakte van de blijvende piramidevormige indrukking wordt het gemiddelde van de twee diagonalen d1 en d2 (in mm) gebruikt, aangezien de basis van Vickers-indrukkingen vaak niet exact vierkant is.
- Het aanbevolen Vickers hardheidsbereik is terug te vinden in de norm (ISO 6507). Afhankelijk van de gebruikte testkracht en het materiaal ligt de Vickers hardheidswaarde tussen 1 en 3.000 HV.
Uitoefening van de testkracht
- Ideaal gezien wordt de testkracht verhoogd van 0 tot zijn finale waarde binnen 7 seconden (minimalisatie van de meetonzekerheid). Het maximaal toegelaten interval voor het aanbrengen volgens de norm is 2 tot 8 seconden (nominale tijdsduur 7 s).
- Over het algemeen wordt de testkracht 10 tot 15 seconden aangehouden (nominale tijdsduur 14 s). Als de kracht langer aangehouden wordt, moet de duur in seconden ook aangegeven worden in de hardheidswaarde, bv.: 610 HV 10/30 (last 30 s aangehouden).
- De testkrachten in het macro gebied van de Vickers methode zijn meestal aanzienlijk kleiner dan die uit de Brinell methode. De voorkeurslasten voor het macro gebied zijn 49, 98, 196, 294, 490 of 980 N, waarbij 294 N het vaakst toegepast wordt in de praktijk.
Minimale afstand tussen de testpunten voor de Vickers testmethode ISO 6507
De minimale afstand tussen testpunten (indrukkingen) en tot de rand van het sample wordt voor de Vickers testmethode gedefinieerd in de norm ISO 6507. Deze minimale afstanden bestaan om afwijkingen in de hardheidswaarden ten gevolge van de vervorming van de materiaalstructuur te voorkomen.
De minimale waarden waarmee rekening gehouden moet worden volgens de norm zijn terug te vinden in het diagram links.
Voordelen en nadelen van hardheidsmetingen volgens de Vickers testmethode
De Vickers methode biedt de volgende voordelen:
- De Vickers methode is geschikt voor alle materialen en testsamples, van zacht tot hard, aangezien de procedure het hele hardheidsgebied afdekt.
- Er is slechts één type indruklichaam, dat bruikbaar is voor alle Vickers methoden.
- Het is mogelijk niet-destructief te testen, zodat de samples nog gebruikt kunnen worden.
De Vickers methode heeft de volgende nadelen:
- De oppervlaktekwaliteit van het sample moet goed zijn, aangezien de indrukking optisch gemeten wordt. Dit betekent dat de testpositie vooraf bewerkt moet worden (geslepen en gepolijst), anders wordt de evaluatie moeilijk.
- Het proces is eerder langzaam (in vergelijking met de Rockwell methode). De testcyclus duurt tussen 30 en 60 seconden, zonder de tijd die nodig is voor de samplevoorbereiding.
- Door de nood aan optische evaluatie moeten Vickers hardheidsmeters voorzien zijn van een optisch systeem, waardoor ze duurder zijn dan Rockwell toestellen.
- Over het algemeen kan gesteld worden dat de Vickers methode in de praktijk de meest gebruikte methode wordt dankzij haar diverse toepassingen, ook al moeten de samples geprepareerd worden en is de evaluatie van de hardheidswaarde arbeidsintensief.
