امروزه از روش های مختلف سختی سنجی، به منظور اندازه گیری میزان سختی فلزات به ویژه پس از ریخته گری، عملیات حرارتی و سخت کاری استفاده می شود. اساس کار دستگاه های سختی سنجی شامل ایجاد نقطه اثر بر سطح فلز و بررسی آن است. از مهم ترین روش های مرسوم سختی سنجی می توان به روش های برینل, ویکرز و راکول اشاره کرد. در ادامه به شرح مختصری از روش های سختی سنجی یاد شده، به خصوص سختی سنجی برینل می پردازیم.
سختی سنجی راکول
این آزمون متداول ترین روش سختی سنجی در آمریکا است. دلیل پذیرش عمومی این آزمایش، سرعت بالا، احتمال پایین بروز خطا از طرف اپراتور، قابلیت تشخیص تغییرات کوچک سختی در فولاد سخت شده و همچنین کوچک بودن اندازه فرورفتگی است. بنابراین قطعات عملیات حرارتی شده را می توان بدون صدمه دیدن سختی سنجی کرد. در این آزمایش عمق فرورفتگی تحت بار ثابت، به عنوان مقیاسی برای سختی در نظر گرفته می شود.
نمایی از دستگاه سختس سنجی راکول و چگونگی ساز و کار آن
برای انجام این آزمون, ابتدا یک نیروی اولیه به سطح قطعه اعمال می شود. این بار اعمالی، نیاز به آماده سازی سطح را به حداقل رسانده و تمایل به ایجاد فرورفتگی یا برآمدگی توسط سنبه را كم می كند. سپس بار اصلی وارد شده و عمق فرورفتگی به طور خودكار ثبت می شود. این آزمون که معمولاً برای اندازه گیری سختی فلزات نسبتاً سخت مورد استفاده قرار می گیرد، به سه روش انجام می شود:
- راکول A : نیروی ۶۰ کیلوگرم را اعمال می کند.
- راکول B : نیروی ۱۰۰ کیلوگرم را اعمال می کند.
- راکول C : نیروی ۱۵۰ کیلوگرم را اعمال می کند.
سختی سنجی ویکرز
در این آزمون، ایندنتور یا فرو رونده به شکل یک هرم مربع القاعده است. زاویه بین وجه های مقابل این هرم °۱۳۶ می باشد. این زاویه با توجه به اینکه با مطلوب ترین نسبت قطر فرورفتگی به قطر گلوله در روش برینل نزدیک است، انتخاب شده است. به دلیل شکل ایندنتور, این روش آزمون هرم-الماسی نیز نامیده می شود. آزمایش ویکرز به طور گسترده در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرد، چرا که با اعمال یک بار معین، می توان سختی فلزات خیلی نرم تا مواد خیلی سخت را اندازه گیری کرد. یکی از مزایای این آزمون، اندازه گیری دقیق ابعاد فرورفتگی حاصله است. اندازه گیری قطر یك مربع، بسیار دقیق تر از اندازه گیری قطر یك دایره است، زیرا برای اندازه گیری قطر دایره باید فاصله دو خط مماس بر دایره اندازه گرفته شود. روش ویكرز، نسبتاً سریع بوده و با آن می توان سختی نمونه های نازك تا ۰٫۰۰۶ اینچ ضخامت را اندازه گرفت.
نماهایی متفاوت از فرورفتگی حاصل از آزمون ویکرز
سختی سنجی برینل
برای انجام این آزمون، یک ایندنتور کروی شکل از جنس کاربید تنگستن به قطر D و با نیرویی معادل F به سطح قطعه کار فرو می رود. پس از حذف بار F، فرو رفتگی به قطر d بر سطح قطعه پدیدار می شود. سختی برینل با استفاده از فرمول زیر، با تقسیم نیروی اعمالی F بر مساحت داخلی فرورفتگی به دست می آید.
لازم به ذکر است که قبل از انجام آزمون، سطح قطعه کار باید از هر گونه آلودگی مانند اکسیدهای فلزی، مواد خارجی، روان کننده ها و … پاکسازی شود. به عبارت دیگر پرداخت سطح قطعه کار باید به گونه ای باشد که امکان اندازه گیری دقیق قطر فرورفتگی فراهم شود. باید دقت شود که آماده سازی سطحی باید به گونه ای انجام شود تا تغییرات ساختاری احتمالی ناشی از گرمایش زیاد و کار سرد به حداقل مقدار ممکن برسد. برای دستیابی به نتایجی با دقت بالا و قابل اطمینان بایستی که ضخامت قطعه کار حداقل ۸ برابر قطر ایندنتور باشد. همچنین با توجه به اینکه تغییرات دمایی می تواند بر نتایج آزمون تاثیرگذار باشد، بایستی که آزمون در محدوده دمایی ۱۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد انجام گیرد. برای بالا بردن ضریب اطمینان نتایج به دست آمده، می توان بازه دمایی انجام آزمون را به ۲۳ با بعلاوه منهای ۵ درجه سانتیگراد محدود کرد.
نمایی از فرورفتگی حاصل از آزمون برینل بر سطح قطعه
توجه شود که سطحی که قطعه کار بر روی آن قرار می گیرد باید سفت، محکم و عاری از آلودگی هایی نظیر چربی و گرد و خاک باشد تا در هنگام تماس ایندنتور با قطعه کار و اعمال نیروی عمودی به آن، هیچ گونه لرزش، لغزش و ارتعاشی اتفاق نیفتد.
فاصله از لبه ی قطعه کار تا مرکز هر یک از فرورفتگی ها باید حداقل نیم تا دو برابر قطر فرورفتگی باشد. همچنین فاصله میان هر دو فرورفتگی مجاور یکدیگر باید حداقل ۳ برابر قطر متوسط فرورفتگی انتخاب شود تا از تاثیرات متقابل احتمالی اجتناب شود. برای دستیابی به نتایجی قابل استناد و کاربردی رعایت نکات بالا ضروری می باشد.
+ استاندارد ISO 6506: سختی سنجی برینل بر روی قطعات فلزی
مرجع انجام آزمون سختی سنجی برینل بر روی قطعات فلزی در استاندارد ایزو، پارت ۱ استاندارد ISO 6506 است. استاندارد ISO 6506 در ۴ پارت شامل روش آزمون، تصدیق و کالیبراسیون دستگاه انجام آزمون، کالیبراسیون قطعات مرجع و جدول اندازه سختی منتشر شده است.
علاقمندان و کاربران محترم وب سایت عصر مواد می توانند پارت اول این استاندارد را به صورت رایگان از لینک زیر در عصر مواد دریافت نمایند:
ISO 6506-1:2014 – Metallic materials – Brinell hardness Test – test method
فرمت: PDF
تعداد صفحه: ۲۴
زبان: انگلیسی
حجم: ۱٫۶ مگابایت
لینک دانلود:
مطالب مرتبط:
- آزمون سختی سنجی برینل مواد فلزی بر اساس استاندارد ASTM E10
- ویدیویی از نحوه انجام آزمون سختی سنجی برینل + توضیحات
- ویدیویی از نحوه انجام سختی سنجی به روش راکول C
 |
 |
 |
 |
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.