سه روش متداول تست سختی

تست سختی یک روش مهم ارزیابی خواص مکانیکی در علم مواد است که به تعیین مقاومت یک ماده در برابر فرورفتگی، خراشیدگی یا سایش کمک می کند. در زیر سه روش پرکاربرد تست سختی وجود دارد که هر کدام اصول، کاربردها و ویژگی های خود را دارند.

 

1. تست سختی راکول

تست سختی راکول، سختی یک ماده را با تعیین عمق فرورفتگی ناشی از یک فرورفتگی خاص تحت یک بار خاص اندازه گیری می کند. از دو بار استفاده می کند: یک بار جزئی اولیه برای اطمینان از تماس ثابت و یک بار عمده برای ایجاد فرورفتگی. مقدار سختی راکول از تفاوت در عمق فرورفتگی قبل و بعد از اعمال بار اصلی به دست می آید.

 

1. دندانه ها و مقیاس ها:

 

Rockwell C (HRC): از یک فرورفتگی مخروطی الماسی استفاده می کند و برای مواد سخت مانند فولاد سخت شده، کاربید سیمانی و فولاد ابزار مناسب است.

 

Rockwell B (HRB): از یک فرورفتگی توپ فولادی با قطر 1/16 اینچ استفاده می کند که برای مواد نرم تر مانند فولاد آنیل شده، آلیاژهای مس و آلیاژهای آلومینیوم ایده آل است.

 

راکول A (HRA): همچنین از یک فرورفتگی مخروطی الماسی اما با بار کمتر استفاده می‌کند که برای مواد بسیار سخت مانند ورق‌های فولادی نازک و لایه‌های کم عمق - سخت‌شده استفاده می‌شود.

 

1. برنامه های کاربردی: به طور گسترده در ساخت فلزات، آلیاژها و اجزای عملیات حرارتی - استفاده می شود. به عنوان مثال در صنعت خودروسازی برای تست سختی قطعات موتور و اجزای گیربکس برای اطمینان از دوام آنها استفاده می شود.

 

2. تست سختی برینل

تست سختی برینل شامل فشار دادن یک فرورفتگی توپ فولادی یا کاربید سخت به سطح مواد تحت بار مشخص برای مدت معین و سپس اندازه‌گیری قطر فرورفتگی است. عدد سختی برینل (HB) بر اساس بار و سطح فرورفتگی محاسبه می شود.

 

• اصل: سختی برینل (HB) با تقسیم دو برابر بار اعمال شده (F) بر [π ضرب در قطر دندانه دار (D) و سپس ضرب در (D منهای ریشه دوم (D مجذور منهای قطر فرورفتگی (d) مجذور)) محاسبه می شود.

 

• ویژگی ها: فرورفتگی نسبتاً بزرگی ایجاد می کند که باعث می شود نتیجه آزمایش کمتر تحت تأثیر ناهمگونی های موضعی مواد قرار گیرد، بنابراین برای آزمایش موادی با دانه های درشت یا ساختارهای ناهموار مانند ریخته گری چدن و ​​فلزات آهنی غیر - مناسب است.

 

• برنامه های کاربردی: معمولاً در آزمایش قطعات کار بزرگ، آهنگری و ریخته گری استفاده می شود. در صنعت ساخت و ساز می توان از آن برای تست سختی میله های فولادی و فولاد سازه ای برای اطمینان از کیفیت سازه های ساختمانی استفاده کرد.

 

3. تست سختی ویکرز

تست سختی ویکرز از یک فرورفتگی هرم مربعی الماس برای فشار دادن به سطح مواد تحت یک بار خاص استفاده می کند. عدد سختی ویکرز (HV) با تقسیم بار اعمال شده بر سطح فرورفتگی به دست می آید.

 

• اصل: فرمول سختی ویکرز HV=0.1891F/d است²که در آن F بار و d میانگین طول مورب فرورفتگی است.

 

• مزایا: می توان آن را برای طیف گسترده ای از بارها اعمال کرد، از بارهای بسیار سبک برای آزمایش لایه های نازک یا اجزای کوچک تا بارهای سنگین برای آزمایش مواد حجیم. همچنین نتایج تست بسیار دقیق بوده و به راحتی می توان آن را به مقیاس های سختی دیگر تبدیل کرد.

 

• برنامه های کاربردی: به طور گسترده در آزمایش قطعات دقیق، مانند مواردی که در صنعت هوافضا (اجزای موتور، تیغه‌های توربین)، قطعات الکترونیکی و دستگاه‌های پزشکی، که در آن دقت بالایی لازم است، استفاده می‌شود.

 

نتیجه گیری

هر یک از این سه روش تست سختی دارای مزایا و سناریوهای کاربردی خاص خود هستند. تست Rockwell سریع و مناسب برای کنترل کیفیت معمول است. آزمایش برینل برای مواد دانه درشت - خوب است. و تست ویکرز دقت و تطبیق پذیری بالایی را ارائه می دهد. انتخاب روش مناسب به نوع ماده، اندازه جزء، دقت مورد نیاز و الزامات کاربردی خاص بستگی دارد.