10.14489/td.2017.02.pp.028-032

2017, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2017.02.pp.028-032

Потапов А. И., Гоголинский К. В., Кондратьев А. В., Уманский А. С.
КОСВЕННАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИИ ФОРМЫ ИНДЕНТОРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТОДОМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ИНДЕНТИРОВАНИЯ
(c. 28-32)

Аннотация. Рассмотрены проблемы неидеальности индентора и принципы оценки его функции формы для обеспечения заданных метрологических характеристик при расчете механических свойств образцов методом инструментального индентирования. Предложен алгоритм косвенной оценки функции формы индентора, для подтверждения корректности которого проведены сравнительные измерения на образцах плавленого кварца и кремния с ориентацией кристаллов (100) по индексу Миллера. Приведены зависимости результатов измерения твердости и модуля упругости от глубины индентирования после коррекции функции формы индентора.

Ключевые слова: инструментальное индентирование, функция формы, твердость, модуль упругости, механические свойства.

Potapov A. I., Gogolinskiy K. V., Kondratiev A. V., Umanskiy A. S.
INDIRECT ASSESSMENT OF INDENTER AREA FUNCTION FOR MEASURING MECHANICAL PROPERTIES BY INSTRUMENTED INDENTATION
(pp. 28-32)

Abstract. The article deals with the problem of imperfection of the indenter geometry and the principles of assessment of indenter area function for the calculation of the mechanical properties of the samples by the instrumented indentation method with required uncertainty. An algorithm for indirect de-termination of indenter area function is proposed. The indenter area function is calculated from the series of indentations in calibrated reference material, such as fused silica, and solving inverse task with known hardness, elasticity modulus of material and contact depth of indentations. The indentations should be carried out in effective range of load. To confirm the correctness of suggested indirect indenter area function determination algorithm, comparative measurements on samples of fused quartz and silicon with crystal orientation (100) were carried out in the range of indentation contact depth from 70 nm to 1050 μm. The dependences of hardness and elasticity modulus from the indentation depth are analyzed.

Keywords: instrumented indentation, nanoindentation, mechanical properties, hardness testing, elasticity modulus.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Потапов (Национальный Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
К. В. Гоголинский (ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. В. Кондратьев (Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, г. Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. С. Уманский (Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. I. Potapov (National Mineral Resource University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
K. V. Gogolinskiy (D. I. Mendeleyev Institute for Metrology, Moscow, Russia ) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. V. Kondratiev (St.-Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. S. Umanskiy (National Mineral Resource University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. ГОСТ Р 8.748–2011 (ИСО 14577-1:2002) ГСИ. Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Ч. 1. Метод испытаний. М., 2011.
2. ISO 14577-1:2015. Metallic materials – Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1. Test method, 2015.
3. ISO 14577-2:2015. Metallic materials – Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 2. Verification and calibration of testing machines, 2015.
4. ISO 14577-3:2015. Metallic materials – Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 3. Calibration of reference blocks, 2015.
5. ISO 14577-4:2015. Metallic materials – Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 4. Test method for metallic and non-metallic coatings, 2015.
6. Потапов А. И., Гоголинский К. В., Сясько В. А. и др. Методические и метрологические аспекты измерения механических свойств материалов методом инструментального индентирования // Контроль. Диагностика. № 8. 2016. С. 16 – 21.
7. Усеинов А., Кравчук К., Гоголинский К. Измерение твердости. Контроль формы наконечника // Наноиндустрия. 2013. Т. 40. № 2. С. 38 – 46.

Eng

1. Metals and alloys. Measurement of hardness and other properties of materials at the tool indentation. Part 1. Test method. (2013). Ru Standard No. GOST R 8.748–2011 (ISO 14577-1:2002) GSI. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
2. Metallic materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1. Test method. (2015). International Standard No. ISO 14577-1:2015.
3. Metallic materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 2. Verification and calibration of testing machines. (2015). International standard No. ISO 14577-2:2015.
4. Metallic materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 3. Calibration of reference blocks. (2015). International Standard No. ISO 14577-3:2015.
5. Metallic materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 4. Test method for metallic and non-metallic coatings. (2015). International Standard No. ISO 14577-4:2015.
6. Potapov A. I., Gogolinskii K. V., Sias'ko V. A. et al. (2016). Methodological and metrological aspects of materials mechanical properties measurements by instrumented indentation. Kontrol'. Diagnostika, (8), pp. 16-21. doi: 10.14489/td.2016.08.pp.016-021 [in Russian language]
7. Useinov A., Kravchuk K., Gogolinskii K. (2013). Hardness measurement. Monitoring the tip form. Nanoindustriia, 40(2), pp. 38-46. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2017.02.pp.028-032

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2017.02.pp.028-032

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.