Penunjukan: E92 - 16
Metode Uji Standar untuk
Kekerasan Vickers dan Kekerasan Knoop dari Metalik Bahan
1Standar ini dikeluarkan di bawah penunjukan tetap E92; Angka segera setelah penunjukan menunjukkan tahun adopsi asli atau, dalam hal revisi, tahun revisi terakhir. Angka dalam tanda kurung menunjukkan tahun persetujuan ulang terakhir. Epsilon superskrip (') menunjukkan perubahan editorial sejak revisi terakhir atau persetujuan ulang.
Standar ini telah disetujui untuk digunakan oleh badan-badan Departemen Pertahanan AS.1. Ruang Lingkup
1.1 Metode pengujian ini mencakup penentuan kekerasan Vickers dan kekerasan Knoop dari bahan logam dengan prinsip kekerasan lekukan Vickers dan Knoop. Standar ini memberikan persyaratan untuk mesin kekerasan Vickers dan Knoop dan prosedur untuk melakukan uji kekerasan Vickers dan Knoop.
1.2 Standar ini mencakup persyaratan tambahan dalam lampiran:
Verifikasi Vickers dan Knoop Hardness Testing Machines Annex A1 Vickers dan Knoop Hardness Mesin Standarisasi Lampiran A2 Standardisasi Vickers dan Knoop Indenters Annex A3 Standarisasi Vickers dan Knoop Hardness Test Blocks Annex A4 Faktor Koreksi untuk Uji Kekerasan Vickers yang Dibuat pada Lampiran A5
Permukaan bulat dan silinder
1.3 Standar ini mencakup informasi
nonmandatory dalam lampiran yang berkaitan dengan uji kekerasan Vickers dan Knoop:
Contoh Prosedur Untuk Menentukan Vickers danLampiran X1 Knoop Hardness Uncertainty
1.4 Metode pengujian ini mencakup uji kekerasan Vickers yang dilakukan dengan menggunakan gaya uji mulai dari 9,807 × 10-3 N hingga 1176,80 N (1 gf hingga 120 kgf), dan uji kekerasan Knoop dilakukan menggunakan gaya uji dari 9,807 × 10-3 N hingga 19,613 N (1 gf hingga2 kgf).
1.5 Informasi tambahan tentang prosedur dan panduan saat pengujian dalam rentang gaya mikroindentasi (gaya ≤ 1 kgf) dapat ditemukan di Metode Uji E384, Metode Uji untuk
Kekerasan mikroindentasi bahan.
1.6 Unit—Ketika uji kekerasan Vickers dan Knoop dikembangkan, tingkat gaya ditentukan dalam satuan gram-force (gf) dan kilograms-force (kgf).
Standar ini menentukan satuan gaya dan panjang dalam Sistem Satuan Internasional (SI); yaitu, gaya dalam Newton (N) dan panjang dalam mm atau μm. Namun, karena preseden sejarah dan
Penggunaan umum yang berkelanjutan, nilai gaya dalam unit GF dan KGF disediakan untuk informasi dan banyak diskusi dalam standar ini serta metode pelaporan hasil pengujian mengacu pada unit-unit ini.
NOTE 1—Angka kekerasan Vickers dan Knoop pada awalnya didefinisikan dalam hal gaya uji dalam gaya kilogram (kgf) dan luas permukaan atau area yang diproyeksikan dalam milimeter
1 Metode pengujian ini berada di bawah yurisdiksi Komite ASTM E28 di atas
kuadrat (mm2). Saat ini, angka kekerasan didefinisikan secara internasional dalam hal satuan SI, yaitu gaya uji dalam Newtons (N). Namun, dalam praktiknya, satuan gaya yang paling umum digunakan adalah kilogram-force (kgf) dan gram-force (gf). Ketika satuan gaya Newton digunakan, gaya harus dibagi dengan faktor konversi 9,80665 N/kgf.
1.7 Prinsip pengujian, prosedur pengujian, dan prosedur verifikasi pada dasarnya identik untuk uji kekerasan Vickers dan Knoop. Perbedaan
signifikan antara kedua tes adalah geometri indenter masing-masing, metode perhitungan angka kekerasan, dan bahwa kekerasan Vickers dapat digunakan pada tingkat gaya yang lebih tinggi daripada kekerasan Knoop.
NOTE 2—Sementara Komite E28 terutama berkaitan dengan bahan logam, prosedur pengujian yang dijelaskan berlaku untuk bahan lain. Bahan lain mungkin memerlukan pertimbangan khusus, misalnya lihat C1326 dan C1327 untuk pengujian keramik.
1.8 Standar ini tidak dimaksudkan untuk mengatasi semua masalah keamanan, jika ada, terkait dengan penggunaannya. Merupakan tanggung jawab pengguna standar ini untuk menetapkan praktik keselamatan dan kesehatan yang sesuai dan menentukan penerapan batasan peraturan sebelum digunakan.
2. Dokumen yang Dirujuk 2.1 Standar ASTM:2
C1326 Metode Uji untuk Kekerasan Lekukan Knoop of Keramik Tingkat Lanjut
C1327 Metode Uji untuk Kekerasan Lekukan Vickers of
Keramik Tingkat Lanjut
Panduan E3 untuk Persiapan Spesimen Metalografi
2 Untuk standar ASTM yang dirujuk, kunjungi situs web ASTM, www.astm.org, atau hubungi Layanan Pelanggan ASTM di [email protected]. Bagi Buku Tahunan Standar ASTM informasi volume, lihat halaman Ringkasan Dokumen standar di situs web ASTM.
Terminologi E6 yang Berkaitan dengan Metode Pengujian Mekanik Terminologi E7 Yang Berkaitan dengan Metallografi
Pengujian Mekanis dan merupakan tanggung jawab langsung Subkomite E28.06 pada Pengujian Kekerasan Lekukan.
Edisi saat ini disetujui 1 Februari 2016. Diterbitkan April 2016. Awalnya disetujui pada tahun 1952. Edisi sebelumnya terakhir disetujui pada tahun 2003 sebagai E92–82(2003)ɛ2 yang ditarik Juli 2010 dan dipulihkan pada Februari 2016. doi: 10.1520/E0092-16.
Hak Cipta © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959. Amerika Serikat
Praktik E29 untuk Menggunakan Digit Signifikan dalam Data Pengujian untuk Menentukan Kesesuaian dengan Spesifikasi
E74 Praktik Kalibrasi Alat Ukur Gaya untuk Memverifikasi Indikasi Gaya Mesin Uji
Tabel Konversi Kekerasan E140 untuk Hubungan Logam Di Antara Kekerasan Brinell, Kekerasan Vickers, Kekerasan Rockwel l, Kekerasan Superfisial, Kekerasan Knoop, Kekerasan lingkup Scler , dan Kekerasan Leeb E175 Terminologi Mikroskop
E177 Praktik Penggunaan Istilah Presisi dan Bias dalam Metode Pengujian ASTM
E384 Metode Uji untukKnoop dan Vickers Hardness of
Bahan
Praktik E691 untuk Melakukan Studi
Antarlaboratorium untuk Menentukan Presisi Metode Pengujian
2.2 Standar ISO:3
ISO 6507-1 Bahan Logam—Uji kekerasan Vickers
— Bagian 1: Metode Pengujian Penilaian Kesesuaian ISO/IEC 17011 —
Persyaratan Umum untuk Lembaga Akreditasi yang Mengakreditasi Lembaga Penilaian Kesesuaian
ISO/IEC 17025 Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Kalibrasi 3. Terminologi dan Persamaan
3.1 Definisi Istilah—Untuk definisi standar istilah yang digunakan dalam metode pengujian ini, lihat Terminologi E6 dan Terminologi E7.
3.1.1 Kekerasan lekukan, n—kekerasan seperti yang dievaluasi dari pengukuran luas atau kedalaman lekukan yang dilakukan dengan
3 Tersedia dari American National Standards Institute (ANSI), 25 W.
43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036, http://www.ansi.org.
memaksa indenter tertentu ke permukaan material dalam kondisi pemuatan statis tertentu.
3.1.2 Nomor kekerasan Knoop, HK, n—hasil perhitungan dari uji kekerasan Knoop, yang sebanding dengan gaya uji yang diterapkan pada indenter Knoop dibagi dengan area proyeksi lekukan permanen yang dibuat oleh indenter setelah pelepasan gaya uji.
3.1.2.1 Diskusi—Area yang diproyeksikan dari lekukan permanen yang dibuat oleh indenter Knoop dihitung sebagian berdasarkan panjang yang diukur dari diagonal panjang dari area lekukan yang diproyeksikan.
3.1.3 Uji kekerasan Knoop, n—uji lekukan di mana indenter berlian piramidal berbasis belah ketupat Knoop yang memiliki sudut tepi tertentu, dipaksa dalam kondisi tertentu ke permukaan bahan uji, dan, setelah menghilangkan gaya uji, panjang diagonal panjang dari area lekukan yang diproyeksikan diukur untuk menghitung angka kekerasan Knoop.
3.1.4 Nomor kekerasan Vickers, HV, n—hasil yang dihitung dari uji kekerasan Vickers, yang
sebanding dengan pengujian
gaya yang diterapkan pada indenter Vickers dibagi dengan luas permukaan lekukan permanen yang dibuat oleh indenter setelah pelepasan gaya uji.
3.1.4.1 Diskusi—Luas permukaan lekukan permanen yang dibuat oleh indenter Vickers dihitung sebagian berdasarkan panjang rata- rata yang diukur dari dua diagonal dari area lekukan yang diproyeksikan.
3.1.5 Uji kekerasan Vickers, n—uji lekukan di mana indenter berlian piramidal berbasis persegi Vickers yang memiliki sudut wajah tertentu dipaksa dalam kondisi tertentu ke permukaan bahan uji, dan,
setelah menghilangkan gaya uji, panjang dua diagonal dari area lekukan yang diproyeksikan diukur untuk menghitung angka kekerasan Vickers.
3.2 Definisi istilah khusus untuk standar ini:
3.2.1 Standardisasi, n—untuk menyesuaikan diri dengan standar yang diketahui melalui verifikasi atau kalibrasi.
3.2.2 uji kekerasan mikroindentasi, n—uji kekerasan, biasanya dalam skala Vickers atau Knoop, menggunakan gaya uji dalam kisaran 9,807
× 10-3 hingga 9,807 N (1 hingga 1000 gf).
3.2.3 Uji kekerasan makroindensi, N—uji kekerasan menggunakan gaya uji yang biasanya lebih tinggi dari 9,807 N (1 kgf). Tes
makroindentasi termasuk Vickers, Rockwell dan Brinell.
NOTE 3—Penggunaan istilah microhardness harus dihindari karena menyiratkan bahwa kekerasan, daripada gaya atau ukuran lekukan, sangat rendah.
3.2.4 skala, n—kombinasi spesifik indenter (Knoop atau Vickers) dan gaya uji (kgf).
3.2.4.1 Diskusi—Misalnya, HV 10 adalah skala yang didefinisikan sebagai menggunakan indenter Vickers dan gaya uji 10 kgf dan HK 0.1 adalah skala yang didefinisikan sebagai menggunakan indenter Knoop dan gaya uji 100 gf. Lihat 5.10 untuk pelaporan yang tepat tentang tingkat kekerasan dan skala.
3.2.5 Kondisi seperti yang ditemukan, n—keadaan mesin kekerasan sebagaimana tercermin oleh pengukuran verifikasi awal yang dilakukan sebelum melakukan pembersihan, pemeliharaan, penyesuaian, atau perbaikan yang terkait dengan verifikasi tidak langsung.
3.2.6 mesin kekerasan, n—mesin yang mampu melakukan uji kekerasan Vickers atau Knoop.
3.2.7 mesin uji kekerasan, n—mesin kekerasan Vickers atau Knoop yang digunakan untuk tujuan pengujian umum.
3.2.8 mesin standarisasi kekerasan, n—mesin kekerasan Vickers atau Knoop yang digunakan untuk standardisasi blok uji kekerasan Vickers atau Knoop.
3.2.8.1 Diskusi—Mesin pengstandardisasi kekerasan berbeda dari mesin uji kekerasan dengan memiliki toleransi yang lebih ketat pada parameter tertentu.
3.3 Persamaan:
3.3.1 Rata-rata d ̄dari satu set n panjang diagonal pengukuran d 1, d2, ... , dn dihitung sebagai:
d 1 1 d21... 1dn
d ̄ 5 (1)
n
pengukuran dalam kasus lekukan Knoop.
3.3.2
Vickers atau Knoop pada setiap tingkat kekerasan, di bawah
di mana masing-masing pengukuran diagonal individu d 1, d2, ... , d n adalah rata-rata dari dua pengukuran panjang diagonal dalam kasus lekukan Vickers, atau panjang diagonal panjang kondisi verifikasi tertentu, ditentukan dari n
pengukuran diagonal yang dilakukan pada blok uji standar sebagai bagian dari verifikasi kinerja.
Pengulangan diperkirakan sebagai kisaran persen dari n pengukuran diagonal sehubungan dengan nilai kekerasan rata-rata yang diukur sebagai:
Sdmaks 2 dmin
D
R 5 100 3(2) D ̄
dimana:
dmax = pengukuran panjang diagonal terpanjang yang dilakukan pada blok uji standar, dmin = pengukuran panjang diagonal terpendek
yang dilakukan pada blok uji standar, dan
d ̄ = rata-rata (lihat 3.3.1) dari pengukuran panjang diagonal n yang dilakukan pada blok uji standar.
3.3.3 Kesalahan E dalam kinerja mesin kekerasan Vickers atau Knoop pada setiap tingkat kekerasan, relatif terhadap nilai referensi standar, dihitung sebagai persen kesalahan yang ditentukan sebagai:
Sd ̄ 2 dref
D
E 5 100 3
dref
dimana:
d ̄ = rata-rata (lihat 3.3.1) dari n pengukuran panjang diagonal yang dilakukan pada blok uji standar sebagai bagian dari verifikasi kinerja, dan
dref = panjang diagonal bersertifikat yang dilaporkan untuk blok uji standar.
4. Signifikansi dan Penggunaan
4.1 Uji kekerasan Vickers dan Knoop telah ditemukan sangat berguna untuk evaluasi bahan, kontrol kualitas proses manufaktur dan upaya penelitian dan pengembangan. Kekerasan, meskipun bersifat empiris, dapat dikorelasikan dengan kekuatan tarik untuk banyak logam, dan merupakan indikator ketahanan aus dan keuletan.
4.2 Uji kekerasan mikroindentasi memperluas pengujian ke bahan yang terlalu tipis atau terlalu kecil untuk uji kekerasan makroindentasi. Uji kekerasan mikroindentasi juga memungkinkan fase atau konstituen tertentu dan daerah atau gradien yang terlalu kecil untuk pengujian kekerasan makroindentasi untuk dievaluasi.
Rekomendasi untuk pengujian mikroindentasi dapat ditemukan di Metode Uji E384.
4.3 Karena kekerasan Vickers dan Knoop akan mengungkapkan variasi kekerasan yang mungkin ada dalam suatu material, satu nilai uji mungkin tidak mewakili kekerasan massal.
4.4 Indend Vickers biasanya menghasilkan angka kekerasan yang pada dasarnya sama di semua gaya uji saat menguji bahan homogen, kecuali untuk pengujian menggunakan gaya yang sangat rendah (di bawah 25 gf) atau untuk lekukan dengan diagonal lebih kecil dari sekitar 25 μm (lihat Metode Uji E384). Untuk bahan isotropik, dua diagonal lekukan Vickers sama panjangnya.
4.5 Knoop indenter biasanya menghasilkan angka kekerasan yang serupa pada berbagai gaya uji, tetapi jumlahnya cenderung meningkat karena gaya uji berkurang. Peningkatan jumlah kekerasan dengan gaya uji yang lebih rendah ini seringkali lebih signifikan saat menguji bahan kekerasan yang lebih tinggi, dan semakin signifikan saat menggunakan gaya uji di bawah 50 gf (lihat Metode Uji E384).
4.6 Bentuk rhombohedral empat sisi memanjang dari Knoop indenter, di mana panjang diagonal panjang adalah 7,114 kali lebih besar dari diagonal pendek, menghasilkan lebih sempit dan
lekukan yang lebih dangkal daripada piramida berbasis persegi Vickers indenter dalam kondisi pengujian yang identik. Oleh karena itu, uji kekerasan Knoop sangat berguna untuk
mengevaluasi gradien kekerasan karena lekukan Knoop dapat dibuat lebih dekat bersama-sama daripada lekukan Vickers dengan mengarahkan lekukan Knoop dengan diagonal pendek ke arah gradien kekerasan.
5. Prinsip Uji dan Aparat
5.1 Prinsip Uji Kekerasan Vickers dan Knoop—
Prinsip umum uji kekerasan lekukan Vickers dan Knoop terdiri dari dua langkah.
5.1.1 Langkah 1—Indenter spesifik yang berlaku dibawa ke dalam kontak dengan spesimen uji ke arah normal ke permukaan, dan gaya uji F
diterapkan. Gaya uji ditahan selama waktu tinggal tertentu dan kemudian dilepas.
5.1.2 Langkah 2—Untuk uji kekerasan Vickers, panjang kedua diagonal diukur dan panjang
diagonal rata-rata dihitung, yang digunakan untuk mendapatkan nilai kekerasan Vickers. Untuk uji kekerasan Knoop, panjang diagonal panjang diukur, yang digunakan untuk mendapatkan nilai kekerasan Knoop.
5.1.3 Sebagian besar bahan akan menunjukkan beberapa pemulihan elastis ketika indenter dilepas setelah siklus pemuatan. Namun, untuk tujuan menghitung kekerasan hasil dari panjang diagonal lekukan, diasumsikan bahwa lekukan mempertahankan bentuk indenter setelah gaya dihilangkan. Dalam pengujian Knoop, diasumsikan bahwa rasio diagonal panjang dengan diagonal pendek lekukan sama dengan indenter.
5.2 Mesin Uji—Mesin uji harus mendukung spesimen uji dan mengontrol pergerakan indenter ke dalam spesimen di bawah gaya uji yang telah dipilih sebelumnya, dan harus memiliki mikroskop optik cahaya untuk memilih lokasi pengujian yang diinginkan dan untuk mengukur ukuran lekukan yang dihasilkan oleh pengujian. Bidang
permukaan spesimen uji harus tegak lurus terhadap sumbu indenter yang merupakan arah aplikasi gaya.
5.2.1 Lihat instruksi manual produsen peralatan untuk deskripsi karakteristik, batasan, dan prosedur pengoperasian masing-masing mesin.
5.3 Indenter:
5.3.1 Indenter untuk pengujian kekerasan Vickers atau Knoop umum harus mematuhi persyaratan indenter Kelas B atau lebih baik sesuai dengan Lampiran A3.
5.3.2 Vickers Indenter—Inddy Vickers yang ideal (lihat Gambar. A3.1) adalah berlian piramidal berbasis persegi yang sangat dipoles, runcing, dengan sudut wajah 136° 0'.
5.3.3 Knoop Indenter—Knoop indenter yang ideal (lihat Gambar. A3.2) adalah berlian piramidal yang sangat dipoles, runcing, berbasis belah ketupat.
Sudut tepi longitudinal yang disertakan adalah 172° 30' dan 130° 0'.
NOTE 4—Pengguna harus berkonsultasi dengan produsen sebelum menerapkan gaya uji makroindentasi (lebih dari 1 kgf) dengan indenter berlian yang sebelumnya digunakan untuk pengujian mikroindentasi. Dudukan berlian mungkin tidak cukup kuat untuk mendukung gaya uji yang lebih tinggi dan berlian mungkin tidak cukup besar untuk menghasilkan ukuran lekukan yang lebih besar.
5.4 Alat Pengukuran—Diagonal lekukan diukur (lihat 7.9.2) menggunakan mikroskop cahaya yang dilengkapi dengan lensa mata tipe filar (lihat Terminologi E175), atau jenis alat pengukur lainnya. Panduan tambahan tentang alat pengukur dapat ditemukan di Metode Uji E384.
5.4.1 Alat pengukur mesin uji harus mampu melaporkan panjang diagonal ke dalam persyaratan 7.9.2.
5.4.2 Alat pengukur dapat menjadi bagian integral dari penguji atau instrumen yang berdiri sendiri, seperti mikroskop pengukur atau sistem
pengukuran berkualitas tinggi. Untuk
mendapatkan gambar dengan kualitas terbaik untuk mengukur diagonal lekukan, mikroskop pengukur harus memiliki intensitas pencahayaan yang dapat disesuaikan, penyelarasan yang dapat disesuaikan, aperture, dan diafragma lapangan.
5.4.3 Pembesaran harus disediakan sehingga diagonal dapat diperbesar hingga lebih besar dari 25% tetapi kurang dari 75% dari lebar bidang.
Perangkat dapat dibangun dengan satu atau beberapa tujuan pembesaran.
5.5 Verifikasi—Semua mesin pengujian, alat pengukur lekukan, dan indenter yang digunakan untuk melakukan uji kekerasan Vickers dan Knoop harus diverifikasi secara berkala sesuai dengan Lampiran A1 sebelum melakukan uji kekerasan.
5.6 Blok Uji—Blok uji yang memenuhi persyaratan Lampiran A4 harus digunakan untuk memverifikasi mesin uji sesuai dengan Lampiran A1.
5.7 Gaya Uji—Gaya uji kekerasan standar
diberikan pada Tabel 1. Kekuatan uji non-standar lainnya dapat digunakan oleh
perjanjian khusus.
5.8 Perhitungan Angka Kekerasan Vickers — Angka kekerasan Vickers didasarkan pada gaya uji lekukan F dalam kgf dibagi dengan luas
permukaan AS dari lekukan dalam mm2.
Kekuatan uji F~kgf!
HV 5 5
Luas Permukaan AS ~mm2!
Luas permukaan (AS) lekukan dihitung sebagai:
d V 2 d V2
A S 5 α 5 1.8544 2sin
2
dimana:
α = sudut muka indenter berlian = 136°, dan dV = mean Vickers indentasi panjang diagonal (mm).
Satuan gaya dan panjang lainnya dapat digunakan;
namun, angka kekerasan Vickers yang dilaporkan harus dikonversi ke satuan kgf dan mm, sebagai berikut dan diberikan pada Tabel 2.
5.8.1 Kekerasan Vickers mikroindentasi biasanya ditentukan menggunakan gaya uji lekukan dalam gaya gram (gf) dan diagonal lekukan yang diukur dalam mikrometer (μm). Angka kekerasan Vickers, dalam hal gf dan μm, dihitung sebagai berikut:
F ~gf! F~gf!
HV 5 1000 3 1.8544 3 dV2 ~μm! 5 1854,4 3 d V2 ~μm!
(6)
5.8.2 Kekerasan Vickers makroindentasi biasanya ditentukan menggunakan gaya uji lekukan dalam gaya kilogram (kgf) dan diagonal lekukan yang diukur dalam milimeter (mm). Angka kekerasan Vickers, dalam hal kgf dan mm, dihitung sebagai berikut:
F ~kgf!
5.8.3 Angka kekerasan Vickers, dalam hal gaya uji lekukan di Newton (N) dan diagonal lekukan yang diukur dalam milimeter (mm), dihitung sebagai berikut:
TABEL 1 Timbangan Kekerasan Standar dan Gaya Uji
HV 5 9.80665
5.9 Perhitungan Angka Kekerasan
kekerasan Knoop didasarkan pada gaya uji lekukan (kgf) dibagi dengan area yang diproyeksikan
(mm2).
A Pengguna harus berkonsultasi dengan pabrikan sebelum menerapkan gaya uji makroindentasi (lebih dari 1 kgf) untuk pengujian kekerasan Knoop. Berlian mungkin tidak cukup besar untuk menghasilkan ukuran lekukan yang lebih besar (lihat Catatan 4).
HV 5 1.8544 3 dV2 ~mm! (7)
A P 5 dK2 3cP (10)
dimana:
dK = Indentasi knoop panjang diagonal panjang (mm), dan cP = konstanta indenter yang
menghubungkan area yang diproyeksikan dari lekukan ke kuadrat dari panjang diagonal panjang, idealnya 0,07028, di mana:
/B Tan
2
cP 5 /A 5 0,07028 (11)
2tan 2
dimana:
/A = sudut tepi memanjang yang disertakan, 172° 30', dan /B = termasuk sudut tepi melintang, 130° 0'.
Skala Vickers
Knoop
skalaA Gaya uji (N)
Kira-kira Gaya uji
(kgf)
Kira-kira Kekuatan uji
(GF)
HV 0,001 HK 0,001 0.009807 0.001 1
HV 0,01 HK 0,01 0.09807 0.01 10
HV 0,015 HK 0,015 0.1471 0.015 15
HV 0,02 HK 0,02 0.1961 0.02 20
HV 0,025 HK 0,025 0.2451 0.025 25
HV 0,05 HK 0,05 0.4903 0.05 50
HV 0.1 HK 0,1 0.9807 0.1 100
HV 0,2 HK 0,2 1.961 0.2 200
HV 0,3 HK 0,3 2.942 0.3 300
HV 0,5 HK 0,5 4.903 0.5 500
HV 1 HK 1 9.807 1 1000
HV 2 HK 2 19.61 2 2000
HV 3 29.41 3
HV 5 49.03 5
HV 10 98.07 10
HV 20 196.1 20
HV 30 294.1 30
HV 50 490.3 50
HV 100 980.7 100
HV 120 1177 120
Nomor kekerasan Vickers
Satuan gaya (F) Unit diagonal (d) Rumus
Kgf Mm HV = 1,8544 × F/d2
GF μm HV = 1854,4 × F/d2
N Mm HV = 0,1891 × F/d2
Nomor kekerasan kenop
Satuan gaya (F) Unit diagonal (d) Rumus
Kgf Mm HK = 14.229 × F/d2
GF μm HK = 14229 × F/d2
N Mm HK = 1,451 × F/d2
Satuan gaya dan panjang lainnya dapat digunakan, namun, nomor kekerasan Knoop harus dikonversi ke satuan kgf dan mm, sebagai berikut dan seperti yang diberikan pada Tabel 2.
5.9.1 Kekerasan Knoop biasanya ditentukan menggunakan gaya uji lekukan dalam gram-force (gf) dan diagonal panjang lekukan yang diukur dalam mikrometer (μm). Angka kekerasan Knoop, dalam hal gf dan μm, dihitung sebagai berikut:
F ~gf! F~gf!
HK 5 1000 3 14.229 3 d 2 5 14229 3 dK2 ~μm!
(12)
K ~μm!
5.9.2 Angka kekerasan Knoop, dalam hal gaya uji lekukan dalam kgf dan diagonal panjang lekukan yang diukur dalam mm, dihitung sebagai berikut:
F ~kgf!
HK 5 14.229 3 d K2 ~mm!
5.9.3 Angka kekerasan Knoop, dalam hal gaya uji lekukan di Newton (N) dan diagonal panjang lekukan yang diukur dalam milimeter (mm), dihitung sebagai berikut:
14.229 F~N! F~N!
HK 5 9.80665 3 d 2 5 1.451 3 dK 2 ~mm! K ~mm!
5.10 Angka Kekerasan—Nilai kekerasan Vickers dan Knoop tidak ditentukan oleh angka saja karena perlu untuk menunjukkan gaya mana yang telah digunakan dalam melakukan pengujian.
Angka kekerasan harus diikuti dengan simbol HV untuk kekerasan Vickers, atau HK untuk kekerasan Knoop, dan dilengkapi dengan nilai yang mewakili gaya uji dalam kgf.
5.10.1 Untuk waktu tinggal yang tidak standar, selain 10 hingga 15 detik, kekerasan harus dilengkapi dengan total waktu tinggal gaya aktual yang digunakan dalam detik yang dipisahkan oleh
"/".
5.10.2 Nomor kekerasan Vickers dan Knoop yang dilaporkan harus dilaporkan dibulatkan menjadi tiga digit signifikan sesuai dengan Praktik E29.
5.10.3 Contoh:
400 HK 0,5 = Kekerasan Knoop 400 ditentukan dengan gaya uji lekukan 500 gf (0,5 kgf).
99,2 HV 0,1 = Kekerasan Vickers 99,2 ditentukan dengan gaya uji lekukan 100 gf (0,1 kgf).
725 HV 10 = Kekerasan Vickers 725 ditentukan dengan gaya uji lekukan 10 kgf.
400 HK 0,1 /22. = Kekerasan Knoop 400 ditentukan dengan gaya uji lekukan 100 gf (0,1 kgf) dan waktu tinggal gaya total 22 detik.
6. Benda Uji
6.1 Tidak ada bentuk atau ukuran standar untuk spesimen uji Vickers atau Knoop. Spesimen tempat lekukan dibuat harus sesuai dengan yang berikut:
6.2 Persiapan—Untuk akurasi pengukuran yang optimal, pengujian harus dilakukan pada spesimen datar dengan permukaan yang dipoles atau disiapkan dengan sesuai. Kualitas permukaan akhir yang diperlukan dapat bervariasi dengan gaya dan pembesaran yang digunakan. Semakin rendah gaya uji dan semakin kecil ukuran lekukan, semakin kritis persiapan permukaan. Dalam semua tes, persiapan harus sedemikian rupa sehingga perimeter lekukan dan ujung lekukan khususnya, dapat didefinisikan dengan jelas ketika diamati oleh sistem pengukuran. Rekomendasi persiapan permukaan untuk pengujian
mikroindentasi gaya rendah dapat ditemukan di Metode Uji E384.
6.2.1 Permukaan uji harus bebas dari cacat yang dapat mempengaruhi lekukan atau pengukuran diagonal selanjutnya. Sudah diketahui bahwa metode penggilingan dan pemolesan yang tidak tepat dapat mengubah hasil tes baik karena pemanasan yang berlebihan atau pekerjaan dingin. Beberapa bahan lebih sensitif terhadap kerusakan yang disebabkan persiapan daripada yang lain; oleh karena itu, tindakan pencegahan khusus harus diambil selama persiapan spesimen.
Hapus kerusakan yang ditimbulkan selama persiapan spesimen.
6.2.2 Permukaan spesimen tidak boleh terukir sebelum membuat lekukan. Permukaan terukir dapat mengaburkan tepi lekukan, membuat pengukuran ukuran lekukan yang akurat menjadi sulit. Mungkin ada aplikasi pengujian
mikroindentasi di mana etsa cahaya mungkin sesuai (lihat Metode Pengujian E384).
6.3 Penyelarasan—Untuk mendapatkan informasi yang dapat digunakan dari pengujian, spesimen harus disiapkan atau dipasang sehingga
permukaan uji tegak lurus terhadap sumbu indenter. Ini dapat dengan mudah dilakukan dengan penggilingan permukaan (atau
pemesinan) sisi berlawanan dari spesimen yang sejajar dengan sisi yang akan diuji. Spesimen uji non-paralel dapat diuji menggunakan
perlengkapan penjepitan dan perataan yang dirancang untuk menyelaraskan permukaan uji dengan benar ke indenter.
6.4 Spesimen Uji Terpasang—Dalam banyak kasus, terutama dalam pengujian mikroindentasi, perlu untuk memasang spesimen untuk kenyamanan dalam persiapan dan untuk mempertahankan tepi yang tajam ketika tes gradien permukaan akan dilakukan pada spesimen uji. Ketika pemasangan diperlukan, spesimen harus didukung secara memadai oleh media pemasangan sehingga spesimen tidak bergerak selama aplikasi gaya, yaitu, hindari penggunaan senyawa pemasangan polimer yang merayap di bawah gaya indenter (lihat Metode Uji E384).
6.5 Ketebalan—Ketebalan spesimen yang diuji harus sedemikian rupa sehingga tidak ada tonjolan atau tanda lain yang menunjukkan efek gaya uji yang muncul di sisi potongan yang berlawanan dengan lekukan. Ketebalan bahan yang diuji harus setidaknya sepuluh kali kedalaman lekukan (lihat Catatan 5). Demikian pula, ketika menguji lapisan pada suatu bahan, ketebalan minimum lapisan harus setidaknya sepuluh kali kedalaman lekukan.
NOTE 5—Kedalaman lekukan Vickers hV kira-kira h V 5 0,143 3dV
atau sekitar 1/7 dari panjang diagonal rata-rata dV. Kedalaman lekukan Knoop hK kira-kira
h K 5 0,033 3dK(16) atau sekitar 1/30 dari panjang diagonal panjang dK.
6.6 Radius Kelengkungan—Karena kehati-hatian harus digunakan dalam menafsirkan atau menerima hasil pengujian yang dilakukan pada permukaan bola atau silinder, terutama saat menggunakan gaya uji rendah. Hasil akan terpengaruh bahkan dalam kasus tes Knoop di mana jari-jari kelengkungan berada di arah diagonal pendek. Lampiran A5 memberikan faktor koreksi yang harus diterapkan pada nilai kekerasan Vickers yang diperoleh ketika pengujian dilakukan pada permukaan bola atau silinder.
7. Prosedur Pengujian
7.1 Verifikasi—Prosedur verifikasi berkala harus dilakukan sesuai dengan A1.5 dalam waktu satu minggu sebelum melakukan uji kekerasan.
Verifikasi berkala harus dilakukan setiap hari.
7.2 Uji Suhu—Uji kekerasan Vickers dan Knoop harus dilakukan pada suhu dalam batas 10 hingga 35°C (50 hingga 95°F). Karena variasi dalam kisaran suhu ini dapat mempengaruhi hasil, pengguna dapat memilih untuk mengontrol suhu dalam kisaran yang lebih ketat.
7.3 Indenter—Pilih indenter, baik Knoop atau Vickers, agar sesuai dengan tes yang diinginkan untuk dilakukan. Lihat manual instruksi pabrikan untuk prosedur yang tepat jika perlu mengubah indenter.
7.3.1 Setelah setiap perubahan, atau penghapusan dan penggantian, indenter, disarankan agar verifikasi berkala dilakukan sebagaimana ditentukan dalam A1.5.
7.3.2 Sesekali bersihkan indenter dengan kapas dan alkohol. Hindari membuat muatan statis selama pembersihan. Indentasi selembar kertas yang diletakkan di atas spesimen uji akan sering mengeluarkan minyak dari indenter. Jangan menyentuh ujung berlian dengan jari.
7.3.3 Indenter harus diperiksa secara berkala dan diganti jika menjadi aus, kusam, terkelupas, retak atau terpisah dari bahan pemasangan.
Pemeriksaan indenter oleh pengguna dapat
dilakukan dengan inspeksi visual dari lekukan yang dihasilkan yang dilakukan pada blok uji.
7.4 Besarnya Gaya Uji—Atur gaya uji yang diinginkan pada penguji dengan mengikuti instruksi pabrikan.
7.4.1 Setelah setiap perubahan gaya uji,
disarankan agar pengoperasian mesin diperiksa dengan melakukan verifikasi berkala sebagaimana ditentukan dalam A1.5, terutama untuk mesin di mana bobot yang membuat gaya uji diubah secara manual atau ada kemungkinan kemacetan terjadi ketika bobot diubah.
7.5 Memposisikan Spesimen Uji—Tempatkan spesimen uji di perlengkapan yang sesuai atau pada tahap penguji sehingga permukaan uji tegak lurus terhadap sumbu indenter.
7.6 Temukan Titik Uji—Fokuskan mikroskop pengukur dengan tujuan daya rendah sehingga permukaan spesimen dapat diamati. Sesuaikan intensitas cahaya dan sesuaikan diafragma untuk resolusi dan kontras optimal. Sesuaikan posisi spesimen uji sehingga lekukan akan dibuat di lokasi yang diinginkan pada permukaan uji.
Sebelum menerapkan gaya, buat fokus akhir menggunakan tujuan pengukuran (lihat 7.9 dan Tabel 3).
7.7 Aplikasi Gaya—Terapkan gaya uji yang dipilih sebagai berikut dengan cara dan lingkungan yang mencegah guncangan atau getaran selama proses indentasi.
7.7.1 Untuk pengujian mikroindentasi, indenter harus menghubungi spesimen dengan kecepatan antara 15 dan 70 μm/s. Untuk pengujian
makroindentasi, kecepatan kontak tidak boleh melebihi 0,2 mm/s.
7.7.2 Waktu dari penerapan awal gaya hingga gaya uji penuh tercapai tidak boleh lebih dari 10 detik.
7.7.3 Kekuatan uji penuh harus diterapkan selama 10 hingga 15 detik kecuali ditentukan lain.
7.7.4 Untuk beberapa aplikasi, mungkin perlu menerapkan gaya uji untuk waktu yang lebih lama.
Dalam hal ini toleransi untuk waktu gaya yang diterapkan adalah 6 2 detik. Waktu aplikasi harus ditentukan dalam laporan.
7.7.5 Lepaskan gaya uji tanpa guncangan atau getaran.
7.7.6 Selama seluruh siklus uji penerapan dan pelepasan gaya, mesin uji harus dilindungi dari guncangan atau getaran. Untuk meminimalkan getaran, operator harus menghindari
menghubungi alat berat dengan cara apa pun selama seluruh siklus pengujian.
7.8 Lokasi Pengujian—Setelah gaya dilepas, beralihlah ke mode pengukuran, dan pilih lensa objektif yang tepat. Fokuskan gambar, sesuaikan intensitas cahaya jika perlu, dan sesuaikan diafragma untuk resolusi dan kontras maksimum.
7.8.1 Periksa lekukan untuk posisinya relatif terhadap lokasi yang diinginkan dan untuk simetrinya.
7.8.2 Jika lekukan tidak terjadi di tempat yang diinginkan, penguji tidak sejajar. Lihat manual instruksi pabrikan untuk prosedur yang tepat untuk menghasilkan penyelarasan. Buat lekukan lain dan periksa kembali lokasi lekukan. Sesuaikan kembali dan ulangi seperlunya.
7.9 Pengukuran Lekukan—Ukur kedua diagonal lekukan Vickers atau diagonal panjang lekukan Knoop dengan mengoperasikan alat pengukur sesuai dengan instruksi manual pabrikan.
7.9.1 Ketika alat pengukur lekukan adalah mikroskop cahaya yang memerlukan lekukan penuh untuk dilihat dan diukur di bidang pandang, pembesaran tertinggi yang dapat mencitrakan lekukan penuh harus digunakan. Untuk tetap berada dalam bidang datar tujuan, panjang lekukan tidak boleh melebihi 75% dari lebar bidang. Tujuan yang dipilih untuk mengukur lekukan harus memiliki resolusi objektif (robj) yaitu
≤ 2% dari panjang diagonal yang akan diukur.
Resolusi objektif (robj) adalah fungsi aperture numerik (NA) tujuan, lihat Catatan 6. Panjang
diagonal minimum yang disarankan untuk diukur dengan tujuan tipikal ditunjukkan pada Tabel 3.
NOTE 6—Resolusi tujuan (robj) didefinisikan sebagai:
robj 5λ ⁄ ~2 3 NA!
TABEL 3 Panjang Diagonal Lekukan yang Direkomendasikan untuk Tujuan dan NA yang Umum
Digunakan Umum digunakan
Obyektif PembesaranA
NA khas (akan bervariasi menurut jenis objektif)
Obyektif Resolusi
(robj) μm
Direkomendasik an
Diagonal Panjang μm
2,5× 0.07 3.93 196.5 atau lebih
5× 0.10 2.75 137.5 atau lebih
10× 0.25 1.10 55 atau lebih
20× 0.40 0.69 34.5 atau lebih
20× 0.45 0.61 30.5 atau lebih
40× 0.55 0.50 25 atau lebih
40 Kali 0.65 0.42 21 atau lebih
50× 0.65 0.42 21 atau lebih
60× 0.70 0.39 19.5 atau lebih
100× 0.80 0.34 17 atau lebih
100× 0.95 0.29 14.5 atau lebih
A Ini adalah pembesaran tujuan dan mungkin bukan pembesaran total sistem.
Banyak sistem memiliki lensa mata 10× yang meningkatkan pembesaran total dengan faktor 10 di mata operator. Pembesaran tambahan ini tidak mengubah resolusi optik (robj) atau panjang diagonal yang disarankan.
dima na:
λ panjang gelombang cahaya dalam μm (sekitar 0,55 μm untuk lampu hijau), dan
NA aperture numerik dari tujuan sebagaimana didefinisikan oleh pabrikan. (NA sering ditandai di sisi setiap tujuan.) Contoh: Untuk tujuan 50× dengan NA 0, 65 menggunakan lampu hijau, robj = 0, 55 μm / (2 × 0, 65) = 0, 42 μm.
7.9.2 Tentukan panjang diagonal hingga dalam 0,5 μm atau kurang. Untuk lekukan kurang dari 40 μm, tentukan panjang diagonal hingga dalam 0, 25 μm atau kurang. Untuk lekukan kurang dari 20 μm, panjang diagonal harus ditentukan dalam 0, 1 μm atau kurang. Dalam semua kasus, peningkatan pengukuran yang lebih kecil dapat dilaporkan jika peralatan mampu menampilkan peningkatan pengukuran yang lebih kecil.
7.10 Pemeriksaan Lekukan:
7.10.1 Vickers—Untuk lekukan Vickers, jika setengah dari salah satu diagonal lebih dari 5%
lebih panjang dari setengah lainnya dari diagonal itu, atau jika keempat sudut lekukan tidak dalam fokus yang tajam, permukaan uji mungkin tidak tegak lurus terhadap sumbu indenter. Periksa perataan spesimen seperti yang dijelaskan dalam
7.10.3.
7.10.2 Knoop—Untuk lekukan Knoop, jika setengah dari diagonal panjang lebih besar dari 10% lebih panjang dari yang lain, atau jika kedua ujung lekukan tidak dalam fokus yang tajam, permukaan spesimen uji mungkin tidak tegak lurus terhadap sumbu indenter. Periksa keselarasan spesimen seperti yang diberikan dalam 7.10.3.
7.10.3 Jika kaki diagonal tidak sama dengan jumlah yang lebih besar dari batas yang ditentukan dalam 7.10.1 atau 7.10.2, putar spesimen 90° dan buat lekukan lain di wilayah yang belum diuji. Jika aspek nonsimetris dari lekukan telah berputar 90°, maka permukaan spesimen mungkin tidak tegak lurus terhadap sumbu indenter dan dapat menghasilkan hasil kekerasan yang salah. Jika sifat lekukan nonsimetris tetap dalam orientasi yang sama, periksa indenter untuk kerusakan atau
ketidaksejajaran seperti yang dijelaskan dalam 7.10.4.
7.10.4 Penyelarasan indenter dapat diperiksa menggunakan spesimen uji, seperti blok uji standar, yang diketahui menghasilkan lekukan berbentuk seragam. Konfirmasikan bahwa permukaan blok uji tegak lurus terhadap sumbu indenter seperti yang dijelaskan dalam 7.10.3.
Buat lekukan. Jika lekukan tidak simetris, indenter tidak sejajar, dan penguji tidak boleh digunakan sampai memenuhi persyaratan bagian 7.10.1 atau 7.10.2.
7.10.5 Beberapa bahan mungkin memiliki lekukan nonsimetris bahkan jika indenter dan permukaan spesimen sejajar sempurna. Tes pada kristal tunggal atau pada bahan bertekstur dapat menghasilkan hasil seperti itu. Ketika pengujian pada jenis bahan ini menghasilkan indentasi nonsimetris yang melebihi batas 7.10.1 atau 7.10.2, itu harus dicatat pada laporan pengujian.
7.10.6 Bahan rapuh seperti keramik dapat retak akibat indentasi. Rincian spesifik untuk pengujian
keramik terdapat dalam Metode Pengujian C1326 dan C1327.
7.11 Jarak Lekukan—Umumnya lebih dari satu lekukan dibuat pada spesimen uji. Penting untuk memastikan bahwa jarak antara lekukan cukup besar sehingga tes yang berdekatan tidak saling mengganggu.
7.11.1 Untuk sebagian besar tujuan pengujian, jarak minimum yang disarankan antara pengujian terpisah, dan jarak minimum antara lekukan dan tepi spesimen diilustrasikan pada Gambar 1.
1 Jarak minimum yang disarankan untuk lekukan Vickers dan Knoop
7.11.2 Untuk beberapa aplikasi, jarak lekukan yang lebih dekat daripada yang ditunjukkan pada Gambar 1 mungkin diinginkan. Jika jarak lekukan yang lebih dekat digunakan, itu akan menjadi tanggung jawab laboratorium pengujian untuk memverifikasi keakuratan prosedur pengujian.
8. Konversi ke Timbangan Kekerasan Lain atau Nilai Kekuatan Tarik
8.1 Tidak ada metode umum untuk secara akurat mengubah angka kekerasan Vickers atau Knoop menggunakan satu gaya uji ke angka kekerasan menggunakan gaya uji yang berbeda, atau ke jenis angka kekerasan lainnya, atau ke nilai kekuatan tarik. Konversi semacam itu, paling banter, adalah perkiraan dan, oleh karena itu, harus dihindari kecuali untuk kasus-kasus khusus di mana dasar yang dapat diandalkan untuk perkiraan konversi telah diperoleh dengan tes perbandingan. Untuk bahan homogen dan gaya uji ≥ 100 gf, angka kekerasan Vickers mikroindentasi sesuai dengan
angka kekerasan Vickers makroindentasi. Lihat E140 untuk tabel konversi kekerasan untuk logam.
NOTE 7—E140 memberikan perkiraan nilai konversi kekerasan untuk bahan tertentu seperti baja, nikel dan paduan nikel tinggi, kuningan kartrid, paduan tembaga, besi cor putih paduan, dan produk aluminium tempa.
9. Laporan
9.1 Laporkan informasi berikut:
9.1.1 Hasil (lihat 5.10), jumlah tes, dan, jika sesuai, rata-rata dan simpangan baku hasil,
9.1.2 Kekuatan uji,
9.1.3 Total waktu penerapan gaya jika di luar batas 10 hingga 15 detik sebagaimana didefinisikan dalam 7.7.3,
9.1.4 Kondisi tidak biasa yang dihadapi selama pengujian, dan
9.1.5 Suhu pengujian, saat berada di luar kisaran yang diijinkan yang disarankan yaitu 10 °C hingga 35 °C (50 °F hingga 95 °F).
10. Presisi dan Bias
10.1 Empat studi antarlaboratorium terpisah telah dilakukan sesuai dengan Praktik E691 untuk menentukan presisi, pengulangan, dan
reproduksibilitas metode pengujian ini. Keempat penelitian tersebut didefinisikan sebagai berikut:
(1) Tes Vickers dan Knoop, enam kekuatan uji dalam rentang mikroindentasi, dua belas laboratorium, pengukuran manual, tujuh spesimen uji tingkat kekerasan yang berbeda.
Lihat Metode Pengujian E384.
(2) Tes Vickers dan Knoop, dua kekuatan uji dalam mikro-
rentang lekukan, tujuh laboratorium, analisis gambar dan pengukuran manual, empat spesimen uji tingkat kekerasan yang berbeda. Lihat Metode Pengujian E384.
(3) Tes Vickers dan Knoop, enam kekuatan uji dalam kisaran mikro, dua puluh lima laboratorium, pengukuran manual, enam
spesimen uji tingkat kekerasan yang berbeda.
Lihat Metode Pengujian E384.
(4) Tes Vickers, empat kekuatan uji dalam kisaran makro, tujuh laboratorium, pengukuran manual, tiga spesimen uji tingkat kekerasan yang berbeda. Lihat 10.3.
10.2 Studi 1 sampai 3—Hasil dan pembahasan Studi 1 sampai 3 diberikan dalam Metode Uji E384.
10.3 Studi 4—Pernyataan presisi Vickers makroindentasi didasarkan pada studi antarlaboratorium Metode Uji E92, Metode Uji Standar untuk Kekerasan Vickers dari Bahan Metalik, yang dilakukan pada tahun 2001. Tujuh laboratorium menguji tiga blok uji kekerasan standar yang berbeda menggunakan gaya uji rentang makro 1, 5, 10, dan 20 kgf. Hanya empat laboratorium yang juga mampu memberikan hasil pada kekuatan uji 50 kgf. Setiap "hasil tes"
mewakili penentuan individu dari kekerasan Vickers dari material. Setiap laboratorium diminta untuk melaporkan hasil tes rangkap tiga untuk memungkinkan estimasi presisi intralaboratorium.
Praktek E691 diikuti untuk desain dan analisis data; rinciannya diberikan dalam Laporan Penelitian ASTM No. RR: E04-1007.4
10.3.1Pernyataan presisi ditentukan melalui pemeriksaan statistik terhadap 288 hasil, dari tujuh laboratorium, pada tiga blok uji. Bahan- bahannya dijelaskan sebagai berikut:
Bahan 1: 200 HV Bahan 2: 400 HV Bahan 3: 800 HV
10.3.2Batas pengulangan dan reproduksibilitas tercantum dalam Tabel 4-8.
10.3.3Ketentuan di atas (batas pengulangan dan batas reproduksibilitas) digunakan sebagaimana ditentukan dalam Praktik E177.
10.4 Bias—Tidak ada standar yang diakui untuk memperkirakan bias metode pengujian ini.
4 Data pendukung telah diajukan di Kantor Pusat Internasional ASTM dan dapat diperoleh dengan meminta Laporan Penelitian RR:E04-1007.
Hubungi Layanan Pelanggan ASTM di [email protected].
11. Kata Kunci
11.1 kekerasan; Indentasi; Knoop; makroindentasi;
mikroindentasi; Vickers
TABEL 4 Kekerasan Vickers pada 1 kgf Test Force (HV 1) Blok Uji
Kekerasan Nominal (HV)
Rata-rata (HV)
X ̄
Bias
%
Pengulangan Standar Deviasi
(HV) sr
Reproduktifitas Standar Deviasi
(HV) sR
Batas Pengulangan (HV
) r
Batas Reproduktifitas
(HV) R
200 209.2 N/a 4.1 7.1 11.5 19.9
400 413.8 N/a 8.1 15.6 22.8 43.7
800 812.9 N/a 21.8 21.8 61.1 61.1
TABEL 5 Kekerasan Vickers pada Kekuatan Uji 5 kgf (HV 5) Blok Uji
Kekerasan Nominal (HV)
Rata-rata (HV)
X ̄
Bias
%
Pengulangan Standar Deviasi
(HV) sr
Reproduktifitas Standar Deviasi
(HV) sR
Batas Pengulangan (HV
) r
Batas Reproduktifitas (HV)
R
200 199.0 N/a 1.7 5.2 4.7 14.5
400 421.8 N/a 4.8 7.3 13.3 20.5
800 828.0 N/a 8.9 19.5 25.0 54.6
TABEL 6 Vickers H
ardness pada 10 kgf
Te st Angkatan (HV 10)
Blok Uji Kekerasan Nominal
(HV)
Rata-rata (HV)
X ̄
Bias
%
Pengulangan Standar Deviasi
(HV) sr
Reproduktifitas Standar Deviasi
(HV) sR
Batas Pengulangan (HV
) r
Batas Reproduktifitas (HV)
R
200 198.1 N/a 2.1 3.0 6.0 8.5
400 398.5 N/a 2.9 9.1 8.2 25.4
800 800.2 N/a 2.3 11.7 6.6 32.7
TABEL 7 Vickers H
ardness pada 20 kgf
Te st Angkatan (HV 20)
Blok Uji Kekerasan Nominal
(HV)
Rata-rata (HV)
X ̄
Bias
%
Pengulangan Standar Deviasi
(HV) sr
Reproduktifitas Standar Deviasi
(HV) sR
Batas Pengulangan (HV
) r
Batas Reproduktifitas (HV)
R
200 197.1 N/a 1.8 3.5 4.9 9.9
400 415.7 N/a 2.5 5.1 7.0 14.2
800 811.5 N/a 8.3 16.6 23.3 46.6
TABEL 8 Vickers H
ardness pada 50 kgf
Te st Angkatan (HV 50)
Blok Uji Kekerasan Nominal
(HV)
Rata-rata (HV)
X ̄
Bias
%
Pengulangan Standar Deviasi
(HV) sr
Reproduktifitas Standar Deviasi
(HV) sR
Batas Pengulangan (HV
) r
Batas Reproduktifitas (HV)
R
200 191.2 N/a 0.5 1.5 1.4 4.3
400 399.9 N/a 1.1 2.0 3.1 5.7
800 814.4 N/a 2.8 12.0 7.7 33.6
LAMPIRAN (Informasi Wajib) A1. VERIFIKASI MESIN UJI KEKERASAN VICKERS DAN KNOOP
Ruang Lingkup A1.1
A1.1.1 Lampiran ini menentukan tiga jenis prosedur untuk memverifikasi mesin uji kekerasan Vickers dan Knoop: verifikasi langsung, verifikasi tidak langsung, dan verifikasi berkala.
A1.1.2 Verifikasi langsung adalah proses untuk memverifikasi bahwa komponen penting dari
mesin uji kekerasan berada dalam toleransi yang diizinkan dengan secara langsung mengukur gaya uji, sistem pengukuran lekukan, dan siklus pengujian.
A1.1.3 Verifikasi tidak langsung adalah proses untuk memverifikasi kinerja keseluruhan mesin uji secara berkala melalui blok uji standar.
A1.1.4 Verifikasi berkala adalah proses untuk memeriksa dan memantau kinerja mesin uji antara verifikasi tidak langsung melalui blok uji standar.
A1.2 Persyaratan Umum
A1.2.1 Mesin pengujian harus diverifikasi pada contoh tertentu dan pada interval berkala sebagaimana ditentukan dalam Tabel A1.1, dan ketika keadaan terjadi yang dapat mempengaruhi kinerja mesin pengujian.
A1.2.2 Semua instrumen yang digunakan untuk melakukan pengukuran yang diwajibkan oleh
Lampiran ini harus dapat dikalibrasi dapat dilacak ke standar nasional ketika ada sistem
keterlacakan, kecuali sebagaimana dinyatakan lain.
A1.2.3 Verifikasi langsung mesin pengujian yang baru diproduksi dapat dilakukan di tempat pembuatan atau lokasi penggunaan. Verifikasi langsung mesin pengujian yang dibangun kembali dapat dilakukan di tempat pembangunan kembali atau lokasi penggunaan.
A1.2.4 Suhu di lokasi verifikasi harus diukur dengan instrumen yang memiliki akurasi setidaknya
TABEL A1.1 Jadwal Verifikasi untuk Mesin Uji Kekerasan Vickers dan Knoop TABEL A1.2 Akurasi Gaya Terapan
Gaya Terapan, gf Akurasi, %
F < 200 1.5
F $ 200 1.0
Prosedur
Verifikasi Jadwal
Langsung Verifikasi
Ketika mesin uji baru, atau ketika penyesuaian, modifikasi atau perbaikan dilakukan yang dapat mempengaruhi penerapan gaya uji atau sistem pengukuran.
Ketika mesin pengujian gagal verifikasi tidak langsung.
Langsung Verifikasi
Direkomendasikan setiap 12 bulan, atau lebih sering jika diperlukan.
Tidak boleh lebih dari setiap 18 bulan.
Ketika mesin pengujian dipasang atau dipindahkan, [hanya verifikasi tidak langsung parsial yang dilakukan dengan mengikuti prosedur yang diberikan dalam A1.4.5 untuk memverifikasi kondisi seperti yang ditemukan].
Mengikuti verifikasi langsung.
Untuk memenuhi syarat indenter yang tidak diverifikasi dalam verifikasi tidak langsung terakhir, (hanya verifikasi tidak langsung sebagian yang dilakukan, lihat A1.4.8).
Periodik Diperlukan dalam waktu seminggu sebelum mesin digunakan.
Verifikasi Direkomendasikan setiap hari bahwa mesin digunakan.
Diperlukan setiap kali mesin dipindahkan.
Direkomendasikan setiap kali indenter atau gaya uji diubah.
6 2,0 °C atau 6 3,6 °F. Disarankan agar suhu dipantau selama periode verifikasi, dan variasi suhu yang signifikan dicatat dan dilaporkan. Suhu di situs verifikasi tidak perlu diukur untuk verifikasi berkala atau saat memenuhi syarat indenter pengguna tambahan sesuai dengan A1.4.8.
NOTE A1.1—Disarankan agar lembaga kalibrasi yang digunakan untuk melakukan verifikasi mesin uji kekerasan Vickers atau Knoop sesuai dengan standar ini diakreditasi dengan persyaratan ISO/IEC 17025 (atau yang setara) oleh badan akreditasi yang diakui oleh International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) sebagai operasi untuk persyaratan ISO/EC 17011.
NOTE A1.2—Sertifikat/ruang lingkup akreditasi yang valid dan terkini untuk melakukan verifikasi mesin uji kekerasan Vickers atau Knoop sesuai dengan Metode Pengujian E384 dianggap setara dengan sertifikat/ruang lingkup akreditasi untuk melakukan verifikasi mesin uji kekerasan Vickers atau Knoop sesuai dengan standar ini untuk tingkat gaya yang tercantum pada
sertifikat/ruang lingkup.
A1.3 Verifikasi Langsung
A1.3.1 Verifikasi langsung mesin pengujian harus dilakukan pada instans tertentu sesuai dengan Tabel A1.1. Gaya uji, sistem pengukuran lekukan, siklus pengujian, dan indenter harus diverifikasi sebagai berikut.
NOTE A1.3—Verifikasi langsung adalah alat yang berguna untuk menentukan sumber kesalahan dalam mesin uji kekerasan Knoop atau Vickers.
A1.3.2 Verifikasi Gaya Uji—Setiap gaya uji Vickers dan/atau Knoop yang akan digunakan harus diukur. Gaya uji harus diukur dengan menggunakan alat ukur gaya elastis Kelas A, seperti yang dijelaskan dalam Praktik E74, atau yang setara.
A1.3.2.1 Lakukan tiga pengukuran setiap gaya.
Gaya harus diukur saat diterapkan selama pengujian; namun, waktu tinggal yang lebih lama
diperbolehkan bila perlu untuk memungkinkan alat pengukur mendapatkan pengukuran yang akurat. A1.3.2.2 Setiap gaya uji F harus memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam Tabel A1.2.
A1.3.3 Verifikasi Sistem Pengukuran Lekukan—
Setiap pembesaran alat pengukur yang digunakan untuk menentukan diagonal lekukan harus diverifikasi pada lima interval jarak yang sama pada rentang kerja dibandingkan dengan skala yang akurat seperti mikrometer panggung.
Keakuratan interval garis bersertifikat mikrometer panggung harus 0,1 μm atau 0,05% dari interval apa pun, mana yang lebih besar. Sepanjang rentang yang tercakup, perbedaan antara pembacaan perangkat dan panggung tidak boleh melebihi 0, 4 μm atau 0, 5%, mana yang lebih besar.
A1.3.4 Verifikasi Siklus Pengujian—Mesin pengujian harus diverifikasi agar mampu memenuhi toleransi siklus pengujian yang ditentukan dalam 7.7. Verifikasi langsung dari siklus pengujian harus diverifikasi oleh produsen mesin pengujian pada saat pembuatan, atau ketika mesin pengujian dikembalikan ke pabrikan untuk diperbaiki, atau ketika masalah dengan siklus pengujian dicurigai. Verifikasi siklus pengujian direkomendasikan tetapi tidak
diperlukan sebagai bagian dari verifikasi langsung di lain waktu.
A1.3.4.1 Instrumen yang memiliki waktu yang dikendalikan oleh perangkat lunak atau komponen lain yang tidak dapat disesuaikan tidak harus diverifikasi asalkan desain telah terbukti menghasilkan siklus pengujian yang benar.
A1.3.5 Kegagalan Verifikasi Langsung—Jika salah satu verifikasi langsung gagal memenuhi
persyaratan yang ditentukan, mesin pengujian tidak boleh digunakan sampai disesuaikan atau diperbaiki. Jika gaya uji, sistem pengukuran lekukan, atau siklus pengujian mungkin telah dipengaruhi oleh penyesuaian atau perbaikan, komponen yang terpengaruh harus diverifikasi lagi dengan verifikasi langsung.
A1.3.6 Verifikasi Tidak Langsung—Setelah verifikasi langsung berhasil, verifikasi tidak langsung menurut A1.4 harus dilakukan.
A1.4 Verifikasi Tidak Langsung
A1.4.1 Verifikasi tidak langsung dari mesin pengujian harus dilakukan sesuai dengan jadwal yang diberikan pada Tabel A1.1. Verifikasi tidak langsung mungkin diperlukan lebih sering daripada yang dinyatakan dalam Tabel A1.1 dan harus didasarkan pada penggunaan mesin uji.
A1.4.2 Mesin pengujian harus diverifikasi untuk setiap kekuatan uji dan untuk setiap indenter yang akan digunakan sebelum verifikasi tidak langsung berikutnya. Uji kekerasan yang dilakukan
menggunakan kombinasi gaya uji dan indenter yang belum diverifikasi dalam jadwal yang diberikan pada Tabel A1.1 tidak memenuhi standar ini.
A1.4.3 Blok uji standar yang digunakan untuk verifikasi tidak langsung harus memenuhi persyaratan Lampiran A4.
NOTE A1.4—Diakui bahwa blok uji standar yang sesuai tidak tersedia untuk semua bentuk geometris, bahan, atau rentang kekerasan.
A1.4.4 Indenter yang akan digunakan untuk verifikasi tidak langsung harus memenuhi persyaratan Lampiran A3.
A1.4.5 Kondisi Seperti yang ditemukan—
Disarankan agar kondisi mesin pengujian yang ditemukan dinilai sebagai bagian dari verifikasi tidak langsung. Ini penting untuk
mendokumentasikan kinerja historis mesin.
Prosedur ini harus dilakukan oleh lembaga verifikasi sebelum pembersihan, pemeliharaan, penyesuaian, atau perbaikan.
A1.4.5.1 Kondisi mesin pengujian yang ditemukan harus ditentukan dengan indenter pengguna yang biasanya digunakan dengan mesin uji. Satu atau lebih blok uji standar dalam rentang pengujian normal harus digunakan untuk setiap skala kekerasan Vickers atau Knoop yang akan menjalani verifikasi tidak langsung.
A1.4.5.2 Pada setiap blok uji standar, buat setidaknya tiga pengukuran yang didistribusikan secara seragam di atas permukaan uji. Biarkan d 1, d2, ... , d n menjadi nilai pengukuran diagonal lekukan, dan d menjadi rata-rata pengukuran, lihat Eq 1.
NOTE A1.5—Saat menguji pada gaya rendah, mungkin perlu untuk meningkatkan jumlah tes untuk mendapatkan hasil yang lebih konsisten.
A1.4.5.3 Tentukan pengulangan R dan kesalahan E dalam kinerja mesin uji untuk setiap blok uji standar yang diukur menggunakan Eq 2 dan Eq 3.
Pengulangan R dan kesalahan E harus berada dalam toleransi Tabel A1.3 atau Tabel A1.4 yang berlaku.
A1.4.5.4 Jika nilai yang dihitung dari pengulangan R atau kesalahan E berada di luar toleransi yang ditentukan, ini merupakan indikasi bahwa uji kekerasan yang dilakukan sejak verifikasi tidak langsung terakhir atau verifikasi berkala dapat dicurigai.
A1.4.6 Pembersihan dan Pemeliharaan—Lakukan pembersihan dan perawatan rutin mesin uji bila diperlukan sesuai dengan spesifikasi dan instruksi pabrikan.
A1.4.7 Prosedur Verifikasi Tidak Langsung—
Prosedur verifikasi tidak langsung dirancang untuk memverifikasi bahwa untuk semua skala
kekerasan Vickers dan Knoop yang akan digunakan, setiap gaya uji diterapkan secara akurat, setiap indenter sudah benar, dan alat pengukur dikalibrasi dengan benar untuk rentang ukuran lekukan yang dihasilkan oleh kombinasi gaya uji dan indenter ini. Ini dicapai dengan membuat pengukuran kekerasan pada blok uji yang telah dikalibrasi menggunakan skala kekerasan Vickers dan Knoop yang sama.
TABEL A1.4 Pengulangan dan Kesalahan Mesin Penguji
—Kekuatan Uji > 1 kgfA Rentang
Kekerasan Terstandarisasi
Blok Uji
Angkata n, kgf
R Maksimum Pengulangan
(%)
E Maksimum
Kesalaha n (%) B
$ 100 hingga < 240 > 1 4 2
> 240 hingga # 600 > 1 3 2
> 600 > 1 2 2
A Dalam semua kasus, pengulangan memuaskan jika (d max–dmin) sama dengan 1 μm atau kurang. B Dalam semua kasus, kesalahan memuaskan jika E dari Eq 3 sama dengan 0, 5 μm atau kurang.
A1.4.7.1 Mesin pengujian harus diverifikasi dengan indenter pengguna yang biasanya digunakan untuk pengujian.
A1.4.7.2 Minimal dua blok uji standar harus digunakan untuk verifikasi mesin uji. Blok uji harus dipilih sedemikian rupa sehingga kriteria berikut terpenuhi:
(1) Setidaknya satu blok uji kekerasan harus digunakan untuk setiap skala kekerasan Vickers dan Knoop yang akan diverifikasi.
(2) Setidaknya dua blok harus berasal dari rentang kekerasan yang berbeda, kekerasan rendah, menengah atau tinggi seperti yang ditentukan dalam Tabel A1.5. Perbedaan kekerasan antara dua blok dari rentang yang berbeda harus minimal 100 poin. Misalnya, jika hanya satu skala kekerasan Vickers dan Knoop yang akan diverifikasi, dan satu blok yang memiliki kekerasan 220 digunakan untuk memverifikasi rentang rendah, maka blok yang memiliki kekerasan minimum 320 harus digunakan untuk memverifikasi rentang kekerasan menengah atau rentang kekerasan tinggi. Lihat lebih banyak contoh di bawah ini tentang blok pengujian yang diperlukan saat melakukan verifikasi multi-skala.
(3) Gaya uji tertinggi harus diverifikasi pada blok dari yang lebih rendah dari rentang kekerasan yang dipilih untuk menghasilkan ukuran lekukan terbesar, dan gaya uji terendah harus digunakan pada blok dari yang lebih tinggi dari rentang kekerasan yang dipilih untuk menghasilkan ukuran lekukan terkecil. Dua ekstrem ukuran lekukan akan memverifikasi kemampuan alat pengukur.
