Politechnika Świętokrzyska w Kielcach Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn	Laboratorium: Technologia napraw i regeneracji	Grupa:
Temat: Badania mikrotwardości
Data ćwiczenia:	Ocena:	Podpis:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z pomiarami mikrotwardości metodami: Vickersa i Knoopa; zakresem stosowania, zasadami i warunkami wykonywania badania oraz obsługą stanowiska pomiarowego.

2. Przyrząd pomiarowy

Mikrotwardość to pomiar twardości przy obciążeniu wgłębnika poniżej 9,81 N.

Podczas przeprowadzania badań wykorzystano następujące metody pomiaru:

• Vickersa – w metal jest wciskany diamentowy wgłębnik w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratu i kącie nachylenia ścian wierzchołka 136^o. Po dokonaniu pomiaru mierzy się długości przekątnych powstałego odcisku, którym jest romb.

• Knoopa – polega na wciskaniu w badany materiał diamentowego ostrosłupa o podstawie prostokątnej i kątach wierzchołkowych między ścianami wynoszącymi 130° i 172°30'. W metodzie tej powstaje odcisk o kształcie rombu, o mniejszej głębokości niż w przypadku metody Vickersa.

Rys. 1. Przyrząd do pomiaru mikrotwardości Microtech MX3

3. Przebieg doświadczenia oraz parametry:

Do badania przygotowano 2 próbki, wykonane ze stali C45 (o zawartości węgla 0,45 %):

• pierwsza okrągła, po hartowaniu konwencjonalnym na wskroś,

• druga w kształcie kwadratu o wymiarach 10x10 mm, w stanie normalizowanym (po „wyjściu” z huty).

Obciążenie wynosiło: Q = 100 G = 980,7 mN

Próbka 1 Próbka 2

Rys. 2. Próbki użyte do badania mikrotwardości

Każdą z próbek mocuje się w przyrządzie i poddaje badaniu mikrotwardości za pomocą wgłębnika diamentowego, który w metodzie Vickersa umieszczony jest po prawej stronie przyrządu, natomiast w metodzie Knoopa po lewej. Pomiar jest wykonywany po 15 sekundach od chwili umieszczenie próbki w przyrządzie; wynik jest wyświetlany na ekranie urządzenia pomiarowego.

Rys. 3. Wynik jednego z pomiarów wyświetlony na ekranie przyrządu

4. Wyniki pomiarów

Tabela 1. Uzyskane pomiary

	Metoda Vickersa	Metoda Knoopa
Próbka 1	454 HV0,1	1530 HK0,1
Próbka 2	211 HV0,1	338 HK0,1

5. Wykresy

Rys. 4. Zależność pomiaru mikrotwardości metodą Vickersa od rodzaju próbki

Rys. 5. Zależność pomiaru mikrotwardości metodą Knoopa od rodzaju próbki

6. Wnioski:

Na powyższych wykresach można zaobserwować, iż próbka hartowana ma większą twardość, niż ta sama próbka przed hartowaniem. Po przeprowadzeniu hartowania w materiale powstają lokalne koncentracje naprężeń powodujące wzrost własności wytrzymałościowych: twardości, wytrzymałości, granicy plastyczności i sprężystości oraz odporności na ścieranie. Próbki w stanie normalizowanym mają te właściwości gorsze. Jeżeli chodzi o dokładność w wyznaczaniu mikrotwardości, metoda Knoopa jest dokładniejsza.