Tvrdoća po Vickersu

**Tvrdoća po Vickersu** (oznaka: **HV**) je mjera otpornosti što ga neki materijal pruža prodiranju dijamantne četverostrane piramide s vršnim kutom od 136º, opterećene silom *F* (N). Taj je vršni kut odabran prema čeličnoj kuglici promjera *D* (mm), koja se koristi kod ispitivanja tvrdoće po Brinellu, a ostavlja udubljenje promjera *d* = 0,375 *D* (to odgovara prosječnoj vrijednosti donje i gornje granice promjera udubljenja, koje se kreće od 0,25 do 0,5 promjera kuglice *D*, unutar kojih su upotrebljivi rezultati ispitivanja tvrdoće po Brinellu). Udubljenje piramide daje kvadrat na površini uzorka, ali zbog netočnosti rada, nesavršenosti uzorka i sličnog (često puta je kvadrat iskrivljen), mjere se obje dijagonale kvadrata (*d<sub>1</sub>* i *d<sub>2</sub>*) i uzima se srednja vrijednost dijagonale *d*. Zbog toga se rezultati ispitivanja tvrdoće po Brinellu i tvrdoće po Vickersu dobro podudaraju do 4500 N/mm<sup>2</sup>.

Tvrdoća po Vickersu je razvijena u tvrtci *Vickers Ltd.*, kao zamjena za ispitivanja tvrdoće po Brinellu. Tvrdoća po Vickersu (oznaka: HV) iskazuje se kao naprezanje na površini udubljenja:
:*HV = F / A* 
gdje je: *A* – površina udubljenja dijamantne četverostrane piramide (mm2), *F* – tlačna sila utiskivanja (N). Površina udubljenja dijamantne četverostrane piramide se može izračunati:

: A = \frac{d^2}{2 \sin(136^{\circ}/2)}

ili približno:

: A \approx \frac{d^2}{1,8544}

gdje je *d* - srednja vrijednost dijagonale *d = (d1 + d2)* / 2. Iz toga proizlazi:

: HV = \frac{F}{A} \approx \frac{1,8544 F}{d^2}

gdje je: *F* - tlačna sila utiskivanja (N).

## Ograničenja
Ograničenja su za ispitivanja tvrdoće po Vickersu:
* debljina uzorka treba biti barem 8 puta veća od dubine utisnute dijamantne četverostrane piramide,
* trajanje povećanja sile do konačne vrijednosti iznosi 15 sekundi, a njeno djelovanje traje 30 ili više sekundi,
* sila nije ograničena, a ona je rijetko veća od 1000 N (100 kg), a ponekad je i vrlo mala, svega nekoliko mN. 
Zbog toga se nekad ispitivanje tvrdoće po Vickersu označuje oznakom xxxHVyy, kao na primjer 440HV30, ili xxxHVyy/zz, ako se trajanje sile razlikuje (na primjer od 10 s na 15 s, pa je oznaka 440Hv30/20). Vrijednosti znače:
* 440 – vrijednost tvrdoće po Vickersu (4400 N/mm2),
* HV – oznaka tvrdoće po Vickersu,
* 30 – označuje vrijednost sile u kilogramima: 30&nbsp;kg (294 N).
* 20 - označuje trajanje sile ako se razlikuje od 10 s na 15 s.

### Ograničenja ispitivanja vezano za rub uzorka
Kod ispitivanja tvrdoće po Vickersu treba paziti na udaljenost između utisnute četverostrane piramide i ruba uzorka, da se izbjegne utjecaj rubova na tvrdoću uzorku. Najmanje udaljenosti za mjerenje se mogu naći u standardima ISO 6507-1 i ASTM E384.

## Prednosti i nedostaci
Vickers je svojom metodom uklonio glavne nedostatke Brinellove metode, pa je primjenom ove metode moguće mjeriti i najtvrđe materijale. Ovdje tvrdoća nije ovisna o primijenjenoj sili. Prvi nedostatak uklonjen je primjenom najtvrđeg materijala: dijamanta za utiskivač, a drugi geometrijom utiskivanja. Otisak je vrlo malen, pa ne oštećuje površinu (važno pri mjerenju tvrdoće gotovih proizvoda).
Moguće je mjeriti i vrlo tanke uzorke primjenom male sile. Nadalje upotrebom male sile moguće je mjeriti tvrdoću pojedinih kristalnih zrna. Vickersova metoda jedina je primjenjiva u znanstveno - istraživačkom radu na području materijala.

Nedostatak je što osim finog brušenja, potrebno je i poliranje uzoraka, kao što se to radi u metalografskoj pripremi. Za mjerenje veličine otiska nije dovoljno pomično mjerilo kao kod Brinella, već mjerni mikroskop.

### Usporedba raznih postupaka ispitivanja tvrdoće
Postoje razni postupci za ispitivanja tvrdoće, a ponekad i nije moguće sasvim točno usporediti rane postupke, tako da slijedeća tablica daje približne vrijednosti, da bi se vrijednosti mogle usporediti:

## Usporedba s Mohsovom ljestvicom
Usporedba Mohsove ljestvice s tvrdoćom po Vickersu:

## Poveznice
* Tvrdoća kemijskih elemenata

## Reference