همه ی فلزات و آلیاژ های موجود در صنعت دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مختص خود هستند. جهت تعیین ویژگی های هر فلز آزمون های مختلفی انجام می گیرد که یکی از این آزمون ها، آزمون سختی سنجی است. سختی سنجی در واقع میزان مقاومت فلز در برابر تغییر شکل پلاستیک را تعیین می نماید.
در ادامه با انواع روش های سختی سنجی آشنا خواهید شد.
تعریف سختی
سختی یکی از مهم ترین ویژگی هایی است که در رابطه با هر فولاد به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می گیرد، لازم است بدانید میزان مقاومت به سختی دو نقطه از یک فولاد لزوما برابر نبوده و می تواند متفاوت باشد.
سختی تعاریف مختلفی دارد اما کامل ترین و دقیق ترین تعریف از آن را، میزان مقاومت اجسام در برابر تغییر شکل پلاستیک به واسطه فرو رفتن جسم فرورونده در آن ها می دانند.
در یک تعریف ساده تر می توان سختی را میزان مقاومت جسم در برابر فرو رفتگی بیان کرد.
آزمون سختی سنجی و انواع آن
آزمون سختی سنجی قدمت 25 ساله داشته و اولین بار در سال 1772 به ابتدایی ترین روش ممکن انجام شده است، اولین بار این تست با دو قطعه فلزی با شکل ظاهری منشوری صورت گرفت. نحوه انجام آزمایش بدین صورت بوده است که لبه های دو قطعه را رو هم فشار داده و هر قطعه خراش عمیق تری را در دیگری ایجاد می کرد، سخت تر شناخته می شد.
امروزه این آزمون را با استفاده از تجهیزات و ابزار آلات پیشرفته تری انجام می دهند و در نهایت یک نتیجه دقیق از میزان سختی نمونه به دست می آورند. گذر زمان و ورود این تجهیزات پیشرفته بر قیمت آزمون سختی و دقت نتایج تاثیر گذار بوده است.
این آزمون در صنعت با چندین روش انجام می گیرد که در ادامه به معرفی این روش ها خواهیم پرداخت.
سختی سنجی مینرالوژی (MOHS)
مینرالوژی تکامل یافته ی همان روش قدیمی بوده که در سال 1882 برای اولین بار انجام شد. در این روش همانطور که گفته شد میزان خراش ایجاد شده معیار سختی خواهد بود، میزان سختی اندازه گیری شده بر اساس این روش را در جدول MOHS جایگذاری می نمایند.
سختی سنجی برینل (HB)
آزمایش برینل یکی از قدیمی ترین روش های بررسی میزان سختی قطعات می باشد، برینل یک آزمون ایستایی بوده که اساس کار آن فرو بردن یک ساچمه فولادی بر روی سطح نمونه است. این ساچمه معمولا از جنس فولاد سخت، با قطر 10 میلی متر جهت اعمال فشار بر روی سطح مقطع نمونه طراحی می گردد.
استانداردی که برای روش برینل تعریف شده بدین صورت است که بار بر روی فلزات سخت و آهنی 30 ثانیه و فلزات نرم تر به مدت 60 ثانیه اعمال شود. این تست را با کمک دستگاه یونیورسال انجام می دهند و در نهایت با کمک یک میکروسکوپ میزان قطر حفره را اندازه گیری می نمایند.
برینل را جهت بررسی سختی نمونه های بسیار سخت پیشنهاد نمی کنیم، چرا که ساچمه در اثر فشار دچار تغییر شکل خواهد شد و اندازه دقیقی از سختی نمونه در دست نخواهد بود.
سختی سنجی ویکرز (HV)
ویکرز یکی از رایج ترین و ساده ترین روش های اندازه گیری سختی در فلزات است، در روش سختی سنجی ویکرز یک جسم فرو رونده را با قطر و میزان نیروی مشخص روی نمونه اعمال می نمایند، با استفاده از یک میکروسکوپ میزان قطر ایجاد شده بر روی آن را اندازه گرفته و سختی نمونه را معین می کنند.
برای افزایش کیفیت و دست یابی به یک نتیجه مطلوب، نیروی جسم فرو رونده باید طوری تنظیم شود که قطر فرورفتگی حدود 0.5 میلی متر باشد.
نکته: توجه داشته باشید ضخامت نمونه مورد آزمایش نبایدکمتر از 1.5 برابر قطر فرو رونده باشد.
سختی سنجی راکول (HRC)
سختی سنجی به روش راکول یکی از پرکاربردترین روش ها محسوب می شود چرا که سرعت سختی سنجی بالا بوده و عدم دخالت اپراتور در تست موجب افزایش دقت نتایج می گردد.
روش راکول با استفاده از ابزار سختی سنجی انجام می گردد، دستگاه سختی سنج این امکان را فراهم می نماید تا اپراتور به صورت مستقیم عدد سختی را بخواند. نحوه کار با دستگاه سختی، پیچیده نمی باشد، به همین علت اپراتورهای آماتور نیز قادر به استفاده از آن خواهند بود.
سختی سنجی راکول این امکان را فراهم می نماید تا با استفاده از فرو رونده ها و نیروی های مختلف نمونه را مورد بررسی قرار داد.
جهت بررسی سختی فلزات غالبا از سه روش زیر استفاده می گردد:
تذکر: نتایج روش راکول در صورتی که دارای پسوند نباشند بی معنی خواهند بود.
سختی سنج نوپ (HK)
نوپ به عنوان یک روش نوین جهت بررسی سختی صفحات نازک تر و نمونه های شکننده توسط فردریک نوپ در سال 1939 در آمریکا به ثبت رسید. نوپ با استفاده از یک هرم فرو رونده انجام می شود.
اثر روش نوپ بر روی نمونه به شکل لوزی بوده که قطر بزرگ آن 7 برابر قطر کوچکش و 30 برابر عمق آن است.
روش نوپ خراشی با عمق حدود 3 برابر روش ویکرز بر روی نمونه ایجاد می کند، به همین دلیل از دقت اندازه گیری بالاتری برخوردار است.
آزمایشگاه متالورژی حامیران
آزمایشگاه متالورژی حامیران مجهز به پیشرفته ترین تجهیزات و دستگاه های روز دنیا بوده که با تکیه بر دانش و تجربه ی نیرو های متخصص و فنی خود درحال ارائه خدمات به مشتریان می باشد. شما عزیزان می توانید جهت دریافت قیمت تست سختی و سایر خدمات آزمایشگاه حامیران با همکاران ما تماس حاصل فرمایید.
