MSZ EN ISO 6507-1:2006
Fémek. Vickers-keménységmérés
1. rész: Mérési eljárás
1. Alkalmazási terület
Az ISO 6507 szabványsorozat e része a fémek három különböző terhelőerő-tartományban végzett Vickers-keménységmérésének módszerét tartalmazza
1. táblázat
|
Terhelőerő-tartomány, F N |
Keménységi jel |
Korábbi megnevezés (ISO 6507-1:1982) |
|
F ≥ 49,03 |
≥ HV 5 |
Vickers-keménységmérés |
|
1,961 ≤ F < 49,03 |
HV 0,2 - < HV 5-ig |
Kisterhelésű Vickers keménységmérés |
|
0,098 07 ≤ F < 1,961 |
HV 0,01 - < HV 0,2-ig |
Mikrokeménységmérés Vickers szerint |
Az ISO 6507 szabványsorozat e része a 0,020 mm és a 1,400 mm közötti lenyomatátló esetén étvényes a Vickers-keménységmérésre.
Az erő értékei az ISO 6507 szabványsorozat e részében kilogrammerőből számolt értékek. Ezeket az értékeket már az SI-mértékegységrendszer alkalmazása előtt bevezették. Megállapodás alapján ebben a kiadásban a régi mértékegységeken alapuló értékek változatlanok maradtak, de a következő felülvizsgálat során mérlegelni kell a kerekített terhelőerő-értékek bevezetésének előnyeit, és esetleges hatásait a keménységi skálákra.
MEGJEGYZÉS: A terhelőerőt csökkentve,
általában nő a mérési eredmények szóródása. Ez különösen érvényes a
kisterhelésű Vickerskeménységmérések és a Vickers-mikrokeménységmérések
esetében, ahol a Iegjelentősebb korlát a lenyomatátló méréséből ered. A
Vickers-mikrokeménységmérés esetén az átlóhosszak átlaga meghatározásának
pontossága általában legfeljebb t 0,001 mm (lásd az E mellékletet).
Különleges anyagokra és/vagy gyártmányokra külön nemzetközi szabványok vonatkoznak.
2. Rendelkező hivatkozások
A következő szabvány olyan előírásokat tartalmaz, amelyeket a szövegben lévő hivatkozások miatt az ISO 6507 szabványsorozat e részének előírásaiként kell alkalmazni. E szabvány közzétételekor a hivatkozott szabvány közölt kiadása volt érvényben. Minden szabványt felülvizsgálnak, ezért az ISO 6507 szabványsorozat e része alapján szerződő feleknek célszerű megvizsgálniuk a következő szabvány legújabb kiadásának alkalmazási lehetőségét. A mindenkor érvényes nemzetközi szabványokat az IEC és az ISO tagtestületei tartják nyilván.
ISO 6507-2:1997 Fémek. Vickers-keménységmérés. 2. rész: Keménységmérő gépek ellenőrzése.
3. Alapelv
A gyémánt behatolótestet, amelynek alakja olyan négyzet alapú szabályos gúla, amelynek szemközti lapjai által bezárt lapszöge egyezményes, a próbadarab felszínébe be kell nyomni, majd az F terhelőerő megszüntetését követően meg kell mérni a felszínen keletkezett lenyomat átlójának hosszát (lásd az 1. ábrát).
a) Behatolótest (gyémántgúla)
b) Vickers-lenyomat
1. ábra: Az ellenőrzés alapelve
A Vickers-keménység arányos a terhelőerőnek és a lenyomat ferde felületének – amelynek alakjáról feltételezhető, hogy a behatolótestével azonos lapszögű, szabályos, négyzet alapú gúla – hányadosával.
4. Jelölések és fogalmak
4.1.
Lásd a 2. táblázatot és az 1. ábrát
2. táblázat
|
Jelölés |
Meghatározás |
|
α |
A gúla alakú behatolótest szemközti lapjai által bezárt lapszög (136°) |
|
F |
Vizsgálati terhelés newton-ban |
|
d |
A d1 és d2 átlók hosszának számtani középértéke milliméterben (lásd az 1. ábrát) |
|
HV |
|
|
Megjegyzés: |
|
4.2. A Vickers-keménységet a HV jel jelöli, amely előtt a keménység mérőszáma, és amely után a következők állnak:
a) a terhelőerőt jelző szám (lásd a 3. táblázatot)
b) a terhelés időtartama másodpercben, ha az eltér a 7.4. szakasz szerinti időtartamoktól.
PÉLDA
640 HV 30 = 640 Vickers-keménység, 294,2 N
terhelőerőt 10 s -15 s-ig alkalmazva.
640 HV 30/20 = 640 Vickers-keménység, 294,2 N terhelőerőt 20 s-ig alkalmazva.
5. Keménységmérő gép
5.1. Keménységmérő gép, amely alkalmas a terhelőerő szükséges tartományában az ISO 6507-2-nek megfelelő, előre meghatározott erő vagy erők létrehozására.
5.2. Behatolótest, az ISO 6507-2 szerinti négyzet alapú, szabályos gúla alakú gyémánt.
5.3. Mérőeszköz, feleljen meg az ISO 6507-2-nek.
MEGJEGYZÉS: A keménységmérő gép felhasználói számára a mérési bizonytalanság vizsgálatára javasolt eljárást a D melléklet tartalmazza.
 |
 |
| Terhelés előtt | |
 |
|
| HPO 250 tip. HB és HV mérésére alkalmas keménységmérő gép | Terhelés alatt |
Vickers lenyomat képe a gép képernyőjén
6. Próbatest
6.1. A vizsgálatot sima és egyenletesen sík, oxidoktól és idegen anyagtól – különösen kenőanyagoktól – mentes felületen kell végezni, hacsak a termékszabvány másképp nem rendelkezik. A felületmegmunkálós tegye lehetővé a lenyomatátló hosszának pontos meghatározását.
6.2. Az előkészítést úgy kell végezni, hogy a felületeti keménység bármilyen, például hőhatás vagy hidegalakítás okozta változása a lehető legkisebb legyen.
A Vickers-mikrokeménység lenyomatainak kis mélysége miatt az előkészítés során különös gondossággal kell eljárni. Ajánlott az anyag jellemzőinek megfelelő polírozási vagy elektropolírozási eljárások alkalmazása.
6.3. A próbatest vagy a vizsgálandó réteg vastagsága a lenyomatátló hosszának legalább másfélszerese legyen (lásd az A mellékletet).
A mérést követően a próbatest hátoldalán szemmel látható alakváltozás ne keletkezzen.
6.4. Ívelt felületeken végzett vizsgálatok esetében a B melléklet B1-B6. táblázataiban megadott korrekciókat kell alkalmazni.
6.5. A kis keresztmetszetű vagy szabálytalan alakú próbatesteket szükséges lehet kiegészítő megtámasztással ellátni.
7. Eljárás
7.1. A vizsgálatot általában 10 °C és 35 °C közötti környezeti hőmérsékleten végzik. Szigorúbb követelmények esetén (23 ± 5) °C hőmérsékleten kell mérni.
A következő terhelőerőket (lásd a 3. táblázatot) kell alkalmazni:
3. táblázat
|
Keménységmérés1) |
Kis terhelésű keménységmérés |
Mikrokeménységmérés2) |
|||
|
Keménységi jel |
Az F terhelőerő névleges értéke |
Keménységi jel |
Az F terhelőerő névleges értéke |
Keménységi jel |
Az F terhelőerő névleges értéke |
|
HV 5 |
49,03 |
HV 0,2 |
1,961 |
HV 0,01 |
0,09807 |
|
HV 10 |
98,07 |
HV 0,3 |
2,942 |
HV 0,015 |
0,1471 |
|
HV 20 |
196,1 |
HV 0,5 |
4,903 |
HV 0,02 |
0,1961 |
|
HV 30 |
294,2 |
HV 1 |
9,807 |
HV 0,025 |
0,2452 |
|
HV 50 |
490,3 |
HV 2 |
19,61 |
HV 0,05 |
0,4903 |
|
HV 100 |
980,7 |
HV 3 |
29,42 |
HV 0,1 |
0,9807 |
|
1) Alkalmazható 980,7 N-nál nagyobb névleges terhelés 2) A terhelőerők a mikrokeménységmérés esetén ajánlottak |
|||||
7.3. A próbatestet merev támasztékra kell helyezni. A támaszték tiszta és idegen anyagtól (kenőanyag, olaj, piszok stb.) mentes legyen. Lényeges, hogy a próbatest szilárdan feküdjön a támasztékon úgy, hogy a vizsgálat során ne mozdulhasson el.
7.4. A behatolótestet és a vizsgálandó felületet érintkezésbe kell hozni, majd a vizsgálati terhelést a felületre merőlegesen, lökés- és rezgésmentesen, egyenletesen kell közölni, míg az alkalmazott terhelés el nem éri az előírt értéket. A terhelés kezdetétől a teljes terhelés eléréséig eltelt idő legalább 2 s, de legfeljebb 8 s legyen. A kis terhelésű keménységmérés és a mikrokeménység-mérés esetén ez az idő legfeljebb 10 s legyen. Kis terhelésű keménységmérés és a mikrokeménység-mérés esetén a behatolótest közelítési sebessége legfeljebb 0,2 mm/s legyen.
A terhelőerő rajtatartási ideje 10 s -15 s legyen.
Bizonyos anyagok esetén hosszabb rajtatartási idő szükséges, ezt az időtartamot ± 2 s-os tűréssel kell betartani.
7.5. A mérés során a keménységmérő berendezést rázkódásoktól és rezgésektől óvni kell.
7.6. Minden lenyomat középpontjának a próbatest szélétől való távolsága acél, réz és rézötvözetek esetében a középarányos lenyomatátló hosszának legalább két és félszerese, könnyűfémek, ólom, ón, valamint ezek ötvözetei esetében pedig legalább háromszorosa legyen.
Két szomszédos lenyomat középpontja közötti távolság acél, réz és rézötvözetek esetében a középarányos lenyomatátló hosszának legalább háromszorosa, könnyűfémek, ólom, ón, valamint ezek ötvözetei esetében pedig legalább hatszorosa legyen.
7.7. Meg kell mérni a két átlót. A két leolvasott érték számtani középértékét kell a Vickers-keménység számításához használni.
Sík felületek esetében a két lenyomatátló hossza közötti különbség legfeljebb 5% legyen. Ha a különbség nagyobb, akkor ezt a vizsgálati jegyzőkönyvben fel kell jegyezni.
8. A mérési eredmények bizonytalansága
A mérési eredmények bizonytalansága különböző paraméterektől függ, amelyek két csoportba különíthetők el:
a) a Vickers-keménységmérő géptől függő paraméterek (melyek magukban foglalják a keménységmérő gép ellenőrzésének és a keménység-összehasonlító lapok kalibrálásának bizonytalanságát);
b) a mérési eljárás alkalmazásától függő paraméterek (az eljárás körülményeinek változása).
MEGJEGYZÉS: Ezen paraméterekre vonatkozó elegendő adat hiányában jelenleg nem lehetséges a pontosság egzakt meghatározása, de a bizonytalanság elérheti a mért keménységi értékek körülbelül 10%-át.
9. Mérési jegyzőkönyv
A mérési jegyzőkönyv tartalmaira a következőket:
a) hivatkozást az ISO 6507 szabványsorozat e részére;
b) a próbatest azonosításához szükséges minden adatot;
c) a kapott mérési eredményeket;
d) minden, az ISO 6507 szabványsorozat e részében nem részletezett vagy választható műveletet;
e) a vizsgálati eredményt befolyásoló bármely hatás leírását;
f) a vizsgálati hőmérsékletet, ha az a 7.1 szakasz szerinti tartományon kívül esik.
1. MEGJEGYZÉS: A keménységi értékek mértékadó összehasonlítása csak azonos terhelőerők esetén lehetséges.
2. MEGJEGYZÉS: A Vickers-keménységnek más keménységre vagy szakítószilárdságra való pontos átszámítására nincs általános eljárás. Ezen átszámításokat kerülni kell, hacsak az átszámításra összehasonlító vizsgálatokból nyert megbízható alap rendelkezésre nem áll.
3. MEGJEGYZÉS: Megjegyzendő, hogy anizotrop, például erősen hidegalakított anyagok esetén a két lenyomatátló hossza között különbség lép fel. Ha lehetséges, a lenyomatokat úgy kell készíteni, hogy az átlók körülbelül 45°-ot zárjanak be a hidegalakítás irányával. A termék minőségi előírása korlátozhatja a két átló hossza közötti különbséget.
4. MEGJEGYZÉS: Ismert, hogy néhány anyag érzékeny lehet a feszültség mértékére, ami a folyáshatár értékének kismértékű változását okozza. A lenyomat kialakításakor fellépő hasonló hatás a keménység értékét módosíthatja.
A melléklet (tájékoztatás)
A próbatest legkisebb vastagsága a terhelőerő és a keménység függvényében
A1. ábra: A próbatest legkisebb vastagsága a terhelőerő és a keménység függvényében
(HV 0,2-töl HV 100-ig)
Az A2. ábra szerinti nomogram a próbatest legkisebb vastagságának meghatározására alkalmas, figyelembe véve, hogy a legkisebb vastagság a lenyomatátló hosszának másfélszerese legyen. A szükséges vastagságot a legkisebb vastagsági skálának, valamint a terhelőerő skáláját (jobboldali skálát) és a keménységi skálát (baloldali skálát) összekötő (az A2. ábrán példaként pontozva bemutatott) vonalnak a metszéspontja határozza meg.
1) Keménységi érték, HV
2) Legkisebb vastagság, t, mm
3) Az átló hossza, d, mm
4) Keménységi jel, HV
5) Terhelőerő F, N
A2. ábra: Nomogram a próbatest legkisebb vastagságához (HV 0,01-töl HV 100-i
B melléklet
(tájékoztatás)
Ívelt felületeteken végzett mérések korrekciós tényezőinek táblázata
B1. Gömbfelületek
A B1. és B2. táblázat tartalmazza a gömbfelületeken végzett vizsgálatok korrekciós tényezőit.
A korrekciós tényezők a lenyomat közepes d átlója és a gömbfelület D átmérője hányadosának függvényéter vannak táblázatba foglalva.
PÉLDA
Domború gömb D = 10 mm
Terhelőerő F = 98,07 N
A lenyomat közepes átlója d= 0,150 mm
Vickers-keménység= =824 HV 10
Korrekciós tényező a B1. táblázatból, interpolációval = 0,983
A gömb keménysége = 824 x 0,983 = 810 HV 10
B1. táblázat Domború gömbfelület
|
d/D |
Korrekciós tényező |
d/D |
Korrekciós tényező |
|
0,004 |
0,995 |
0,086 |
0,920 |
|
0,009 |
0,990 |
0,093 |
0,915 |
|
0,013 |
0,985 |
0,100 |
0,910 |
|
0,018 |
0,980 |
0,107 |
0,905 |
|
0,023 |
0,975 |
0,114 |
0,900 |
|
0,028 |
0,970 |
0,122 |
0,895 |
|
0,033 |
0,965 |
0,130 |
0,890 |
|
0,038 |
0,960 |
0,139 |
0,885 |
|
0,043 |
0,955 |
0,147 |
0,880 |
|
0,049 |
0,950 |
0,156 |
0,875 |
|
0,055 |
0,945 |
0,165 |
0,870 |
|
0,061 |
0,940 |
0,175 |
0,865 |
|
0,067 |
0,935 |
0,185 |
0,860 |
|
0,073 |
0,930 |
0,195 |
0,855 |
|
0,079 |
0,925 |
0,206 |
0,850 |
B2. táblázat: Homorú gömbfelület