سختی معیاری برای سنجش توانایی یک ماده فلزی برای مقاومت در برابر فشار یا حکاکی توسط یک نیروی خارجی است و یکی از مهمترین شاخص های خواص مکانیکی مواد فلزی است. تست سختی یکی از سریع ترین، مقرون به صرفه ترین و ساده ترین روش های آزمایش برای ارزیابی خواص مکانیکی فلزات است. تست سختی می تواند منعکس کننده تفاوت در خواص مواد فلزی در ترکیبات شیمیایی مختلف، ساختارهای سازمانی و شرایط فرآیند عملیات حرارتی باشد، بنابراین به طور گسترده در بازرسی خواص فلز، نظارت بر کیفیت فرآیند عملیات حرارتی و توسعه روش های جدید استفاده می شود. مواد.
سختی برینل
این کار با فشار دادن یک توپ فولادی Quenching یا توپ کاربید با قطر D به سطح ماده فلزی برای اندازه گیری با بار P با اندازه معین، نگه داشتن آن برای مدت زمان معین و سپس برداشتن بار حاصل می شود. نسبت بار P به سطح فرورفتگی F مقدار سختی برینل است که با HB نشان داده می شود. مقادیر سختی برینل به طور کلی بر حسب کیلوگرم نیرو در میلی متر مربع (N/mm²) بیان می شود، اما در عمل معمولاً به عنوان HBW یا HBS نیز استفاده می شود.
1 روش اندازه گیری
شرایط آزمایش: بار آزمایش و قطر توپ فولادی آزمایشی باید با توجه به عملکرد واقعی ماده تعیین شود. بار آزمایش معمول و قطر توپ فولادی استانداردهای ثابتی برای انطباق با آزمون سختی مواد مختلف دارند.
فرآیند اندازه گیری: ماده مورد آزمایش ابتدا بر روی سختی سنج قرار می گیرد و سپس تست تورفتگی با بار انتخابی و توپ فولادی انجام می شود. پس از نگهداری برای مدت معین، بار برداشته شده و قطر فرورفتگی اندازه گیری می شود.
محاسبه سختی: بر اساس قطر فرورفتگی، مقدار سختی برینل را می توان با استفاده از یک فرمول یا با جستجوی جدول محاسبه کرد.
2 کاربرد
سختی سنج برینل عمدتاً برای تعیین سختی چدن، فولاد، فلزات غیر آهنی و آلیاژهای نرم و سایر مواد استفاده می شود.
این به طور گسترده ای در متالورژی، آهنگری، برق، ماشین آلات نفتی، وسایل نقلیه ریلی، اتومبیل، تجهیزات نظامی، آزمایشگاه ها، کالج ها و دانشگاه ها و تحقیقات علمی استفاده می شود.
3 روش بیان
نماد سختی برینل با HBS یا HBW. HBS نشان می دهد که فرورفتگی یک توپ فولادی سخت شده است که برای تعیین مقدار سختی برینل 450 زیر ماده استفاده می شود. HBW نشان می دهد که فرورفتگی کاربید سیمانی است که برای تعیین مقدار سختی برینل 650 زیر ماده استفاده می شود.
بیان: عدد قبل از HBS یا HBW مقدار سختی است و به دنبال آن اعداد به منظور نشان دادن شرایط آزمایش، از جمله قطر گوی فرورفتگی، بار تست و زمان نگهداری بار تست (10 تا 15 ثانیه مشخص نشده است) است. . به عنوان مثال، 170HBS10/1000/30 نشان می دهد که مقدار سختی برینل 170 با یک توپ فولادی به قطر 10 میلی متر اندازه گیری می شود که برای 30 ثانیه تحت بار آزمایشی 9807 نیوتن (1000 کیلوگرم) نگه داشته می شود.
سختی ویکرز
سختی ویکرز، بیان شده با نماد HV، بریتانیایی اسمیت (رابرت ال. اسمیت) و سدلند (جورج ای. سندلند) در سال 1921 در شرکت ویکرز (Vickers Ltd) پیشنهاد شد. از زاویه سطح نسبی 136 درجه بین فرورفتگی مخروطی منشوری مثبت الماس استفاده می کند، در مفاد بار F تحت عمل فشار به سطح نمونه آزمایشی، نگه داشتن یک دوره زمانی معین پس از تخلیه، اندازه گیری تورفتگی طول مورب d و سپس مساحت سطح فرورفتگی را محاسبه کنید و در نهایت از فرورفتگی فشار متوسط روی سطح سختی مقدار فلز ویکرز خارج شوید.
1 روش اندازه گیری
در اندازه گیری واقعی، نیازی به انجام محاسبات پیچیده نیست، اما با توجه به طول قطری اندازه گیری شده مقدار تورفتگی d، به طور مستقیم جدول را بررسی کنید تا مقدار سختی اندازه گیری شده را بدست آورید.
معمولاً استفاده می شود محدوده بار سختی سنج Vickers 49.03 ~ 980.7N، مناسب برای قطعات کار بزرگتر و تعیین سختی لایه سطحی عمیق تر.
برای تعیین سختی قطعه کار نازک تر، سطح ابزار یا لایه آبکاری، می توانید از یک بار کوچک سختی ویکرز، بار آزمایشی 1.961 ~ 49.03N استفاده کنید.
سختی Micro Vickers برای آنالیز میکروسکوپی مناسب است.
2 نمایندگی
مقدار سختی ویکرز فرمت استاندارد برای گزارش xHVy، که در آن x نشان دهنده مقدار سختی ویکرز است، y نشان دهنده اندازه گیری مقدار بار استفاده شده (واحد: کیلوگرم نیرو). به عنوان مثال، 185HV5 مقدار سختی 185، اندازه گیری مقدار بار مورد استفاده برای 5 کیلوگرم نیروی.
3 محدوده کاربردی
سختی سنج ویکرز طیف وسیعی از کاربردها را دارد، می تواند تقریباً تمام مواد فلزی مورد استفاده در صنعت را اندازه گیری کند، از مواد بسیار نرم تا مواد بسیار سخت را می توان اندازه گیری کرد. علاوه بر این، می توان از آن برای تست سختی مواد سرامیکی، پلاستیک و لاستیک، مواد مقوا و غیره استفاده کرد.
4 نمونه مورد نیاز
سطح نمونه باید صاف و مسطح، بدون پوست اکسید، زباله و روغن باشد.
به طور کلی، پارامتر زبری سطح نمونه سختی ویکرز، Ra بیشتر از {{0}} نیست. بیشتر از 0.10 میکرومتر
سختی راکول
سختی راکول شاخصی برای تعیین مقدار سختی با عمق تغییر شکل پلاستیک فرورفتگی است. از شرایط مشخص شده فرورفتگی (مخروط الماس، توپ فولادی یا توپ کاربید تنگستن) که در دو مرحله به سطح نمونه فشار داده میشود، استفاده میکند و برای نشان دادن سختی، عمق فرورفتگی را اندازهگیری میکند.
1 روش اندازه گیری فرورفتگی و نیروی تست
تست سختی راکول با استفاده از سه نوع فرورفتگی (مخروط الماس و دو قطر توپ فولادی) و سه نوع نیروی آزمایشی (60 کیلوگرم، 100 کیلوگرم، 150 کیلوگرم). این ترکیبات مربوط به سختی راکول در نه مقیاس، یعنی HRA، HRB، HRC، HRD، HRE، HRF، HRG، HRH، HRK است. آزمون سختی راکول سطحی از دو فرورفتگی و سه نیروی تست کوچکتر (15 کیلوگرم، 30 کیلوگرم، 45 کیلوگرم) استفاده می کند که مربوط به شش مقیاس است.
2 محاسبه مقدار سختی
مقدار سختی راکول با فرمول زیر محاسبه می شود: N-constant (برای مقیاس های مختلف، N برابر 100 یا 130 است). h-عمق فرورفتگی باقیمانده، میلی متر؛ S-constant (برای سختی راکول، S=0.002 میلی متر؛ برای سختی راکول سطح، S=0.001 میلی متر).
3 ویژگی
مزایا: تست سختی راکول ساده و سریع است، فرورفتگی کوچک است، تعیین محدوده وسیع، قابل استفاده برای اکثر مواد فلزی.
معایب: نمایندگی ضعیف، تکرارپذیری داده ها خوب نیست، برای سازماندهی مواد ناهموار یا مواد نازک و لایه سخت کننده سطح قابل استفاده نیست.
4 کاربرد
تست سختی راکول معمولا برای موادی با سختی بالا مانند فولاد کوئنچ، چدن و غیره استفاده می شود.
سه ترازو پرکاربرد HRA، HRB و HRC هستند که برای مواد سختی مختلف مناسب هستند.
انتخاب مقیاس های سختی
HRA: برای موادی با سختی بالاتر مانند ورق فولادی، کاربید سیمانی، با بار 60 کیلوگرم و فرورفتگی مخروطی الماس استفاده می شود.
HRB: برای موادی با سختی کمتر، مانند فولاد نرم، فلزات غیر آهنی، فولاد آنیل شده و غیره، با بار 100 کیلوگرم و توپ فولادی سخت شده به قطر 1.5875 میلی متر استفاده می شود.
HRC: برای مواد با سختی بالاتر، مانند کوئنچ فولاد، چدن و غیره، با استفاده از بار 150 کیلوگرمی و مخروط الماس.
با انتخاب ترکیب مناسب از فرورفتگی و نیروی آزمایش، تست سختی راکول میتواند مقادیر سختی دقیقی را ارائه دهد و مبنای مهمی برای انتخاب مواد و کنترل کیفیت فراهم کند.
