Калькулятор числа твёрдости по Виккерсу

Введите расчет

Приложенная нагрузка F (кгс)

Средняя диагональ d (мм)

Результатов

Число твёрдости по Виккерсу

296,64

HV

Приложенная нагрузка F	10 kgf
Средняя диагональ d	0,25 mm

Что такое число твёрдости по Виккерсу?

Число твёрдости по Виккерсу (HV) характеризует сопротивление материала вдавливанию. При испытании по Виккерсу алмазный индентор в форме четырёхгранной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями вдавливается в поверхность под заданной нагрузкой. После снятия нагрузки под микроскопом измеряют две диагонали полученного квадратного отпечатка и берут их среднее значение. Затем твёрдость вычисляют исходя из нагрузки и этой средней диагонали. Метод Виккерса очень популярен, поскольку единая непрерывная шкала охватывает всё — от мягких металлов до закалённых сталей и керамики.

При испытании по Виккерсу алмазную пирамиду с квадратным основанием вдавливают в поверхность материала.

Как пользоваться калькулятором

Введите приложенную нагрузку F в килограмм-силах (кгс) и среднюю диагональ d в миллиметрах (мм). Калькулятор выдаст число твёрдости по Виккерсу (HV). Убедитесь, что обе диагонали измерены и усреднены перед вводом значения, а нагрузка соответствует той, что применялась при испытании.

Разбор формулы

Стандартная формула выглядит так:

$$\text{HV} = 1{,}854 \times \frac{\text{F}}{d^{2}}$$

Коэффициент 1,854 определяется геометрией пирамидального индентора с углом 136°: HV равно нагрузке, делённой на площадь поверхности контакта отпечатка. Поскольку площадь пропорциональна квадрату диагонали, удвоение диагонали при той же нагрузке снижает твёрдость в четыре раза.

Средняя диагональ d — это среднее двух измеренных диагоналей квадратного отпечатка.

Пример расчёта

Допустим, нагрузка 10 кгс оставляет отпечаток со средней диагональю 0,25 мм. Тогда:

$$\text{HV} = 1{,}854 \times \frac{10}{(0{,}25)^{2}} = \frac{18{,}54}{0{,}0625} = \mathbf{296{,}64\ \text{HV}}$$

Частые вопросы

Какие единицы использовать? Нагрузку указывайте в кгс, а диагональ — в мм. Результат безразмерный и обозначается в единицах HV.

Как принято записывать значение HV? Результат обычно пишут как число, за которым следует нагрузка, например «300 HV10» означает 300 HV, измеренные при нагрузке 10 кгс.

Влияет ли нагрузка на результат? Для однородных материалов HV формально не зависит от нагрузки, однако при очень малых нагрузках (микротвёрдость) проявляется размерный эффект отпечатка, поэтому всегда указывайте нагрузку испытания.