سختی فلز رایج

سختی یک نشانگر ویژگی مکانیکی است که درجه نرمی و سختی یک ماده فلزی را اندازه گیری می کند. این نشان دهنده توانایی حجم موضعی روی سطح فلز برای مقاومت در برابر تغییر شکل است. سختی یک مفهوم فیزیکی ساده نیست، بلکه یک شاخص جامع از خواص مکانیکی مانند کشش مواد، پلاستیسیته، استحکام و چقرمگی است.

 

ما امروز می خواهم اطلاعاتی در مورد سختی به اشتراک بگذارم.

 

 

تعریف:

سختی یک شاخص عملکردی است که درجه نرمی و سختی مواد فلزی را اندازه گیری می کند. تست سختی به دلیل ویژگی‌های روش‌های آزمایش ساده و سریع، آزمایش غیر مخرب قطعات و روابط خاص با سایر خواص مکانیکی، به طور گسترده در عمل تولید و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای آزمایش و ارزیابی خواص مواد فلزی استفاده می شود. روش های سختی سنجی زیادی وجود دارد که اساساً می توان آنها را به چند نوع تقسیم کرد: روش تورفتگی (مانند سختی برینل، راکول، سختی ویکرز و غیره)، روش خراش (مانند روش Mohs و غیره)، روش برگشتی (مانند Shore). روش) و غیره

 

معنای فیزیکی مقادیر سختی با روش های مختلف آزمایش متفاوت است. مقدار سختی روش فرورفتگی نشان دهنده توانایی سطح ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک ناشی از فرورفتگی جسم دیگر است. مقدار سختی روش خراش نشان دهنده توانایی یک فلز برای مقاومت در برابر شکستگی سطح موضعی است. سختی روش برگشتی نشان دهنده بزرگی کار تغییر شکل الاستیک فلز است. بنابراین، مقدار سختی صرفاً یک کمیت فیزیکی نیست، بلکه یک شاخص عملکرد جامع است که مجموعه‌ای از ترکیبات مختلف کمیت‌های فیزیکی مانند الاستیسیته، پلاستیسیته، تقویت تغییر شکل، استحکام و چقرمگی مواد را مشخص می‌کند. به طور کلی اعتقاد بر این است که سختی توانایی یک فلز برای مقاومت در برابر تغییر شکل یا شکست در یک حجم کوچک روی سطح است.

 

دسته بندی:

کد سختی فلز H است. با توجه به روش‌های مختلف تست سختی، نشانه‌های معمولی عبارتند از سختی برینل (HB)، راکول (HRC)، ویکرز (HV) و لیب (HL) که در میان آنها از HB و HRC بیشتر استفاده می‌شود.

 

اندازه گرفتن:

 

HB دارای طیف گسترده ای از کاربردها است، در حالی که HRC برای مواد با سختی سطح بالا، مانند سختی عملیات حرارتی مناسب است. تفاوت بین این دو در سرهای اندازه گیری متفاوت دستگاه سختی سنج است. سر اندازه گیری سختی سنج برینل یک توپ فولادی است، در حالی که سر اندازه گیری سختی سنج راکول یک الماس است.

 

HV برای آنالیز میکروسکوپی مناسب است. سختی ویکرز (HV) با فشار دادن یک فرورفتگی مخروطی مربع الماس با بار تا 120 کیلوگرم و زاویه بالایی 136 درجه در سطح ماده به دست می آید و سطح فرورفتگی مواد را بر مقدار بار تقسیم می کند.

 

سختی سنج دستی HL، اندازه گیری آسان، از سر توپ ضربه ای برای ضربه زدن به سطح سختی استفاده می کند و باعث پرش می شود. سختی را با استفاده از نسبت سرعت برگشت و سرعت ضربه پانچ در فاصله 1 میلی متری از سطح نمونه محاسبه کنید. فرمول این است: سختی لیب HL=1000 × VB (سرعت برگشت)/VA (سرعت ضربه).

سختی سنج قابل حمل Leeb می تواند اندازه گیری های سختی Brinell (HB)، Rockwell (HRC)، Vickers (HV) و Shore (HS) را با استفاده از Leeb (HL) تبدیل کند. از طرف دیگر، مقادیر سختی را می توان مستقیماً با استفاده از اصول برینل (HB)، راکول (HRC)، ویکرز (HV)، لیدز (HL) و Shore (HS) اندازه گیری کرد.

 

سختی برینل

 

سختی برینل (HB) معمولاً زمانی استفاده می‌شود که مواد نرم‌تر باشند، مانند فلزات غیرآهنی، فولاد قبل از عملیات حرارتی یا بعد از بازپخت. سختی راکول (HRC) عموماً برای موادی با سختی بالاتر مانند سختی پس از عملیات حرارتی و غیره استفاده می شود.

سختی پارچه (HB) یک بار آزمایشی با اندازه معین است که در آن قطر مشخصی از گلوله فولادی خاموش شده یا توپ آلیاژی سخت به سطح فلز آزمایش شده فشار داده می شود، برای مدت زمان مشخصی نگه داشته می شود و سپس برای اندازه گیری قطر آن تخلیه می شود. فرورفتگی روی سطح آزمایش شده مقدار سختی برینل ضریبی است که از تقسیم بار بر مساحت سطح کروی فرورفتگی بدست می آید. به طور کلی، یک توپ فولادی سخت شده با اندازه معین (معمولاً 10 میلی متر قطر) تحت بار معینی (معمولاً 3000 کیلوگرم) به سطح ماده فشار داده می شود، برای مدتی نگهداری می شود و پس از تخلیه، نسبت بار به ناحیه فرورفتگی مقدار سختی برینل (HB) بر حسب کیلوگرم بر متر مربع (N/mm2) است.

 

سختی راکول

 

Rockwell hardness is the process of pressing a very hard steel ball or diamond cone into the surface of a specimen under a certain load, and determining the hardness of the material based on the depth of indentation [3]. Rockwell hardness is a hardness index determined by the depth of indentation plastic deformation. Use 0.002 millimeters as a hardness unit. When HB>450 یا نمونه خیلی کوچک است، نمی توان از تست سختی برینل استفاده کرد و به جای آن باید از سختی سنجی راکول استفاده کرد. این یک مخروط الماس با زاویه بالایی 120 درجه یا یک توپ فولادی با قطر 1.59 و 3.18 میلی متر است که تحت بار معینی به سطح ماده آزمایش شده فشار داده می شود و سختی مواد از عمق محاسبه می شود. تورفتگی با توجه به سختی متفاوت مواد آزمایش، سه مقیاس مختلف برای نشان دادن وجود دارد:

 

HRA: سختی است که با استفاده از یک بار 60 کیلوگرمی و یک فرورفتگی مخروطی الماس به دست می آید که برای مواد با سختی بسیار بالا (مانند آلیاژهای سخت) استفاده می شود.

HRB: سختی به دست آمده با استفاده از یک بار 100 کیلوگرمی و یک توپ فولادی کوئنچ شده به قطر 1.58 میلی متر است که برای مواد با سختی کمتر (مانند فولاد آنیل شده، چدن و ​​غیره) استفاده می شود.

HRC: سختی است که با استفاده از یک بار 150 کیلوگرمی و یک فرورفتگی مخروطی الماسی به دست می آید که برای مواد با سختی بالا (مانند فولاد کوئنچ شده) استفاده می شود.

 

سختی ویکرز

 

تست سختی ویکرز برای لوله های فولادی بدون درز نیز یک روش تست تورفتگی است که می تواند برای تعیین سختی مواد فلزی بسیار نازک و لایه های سطحی استفاده شود. این روش مزایای اصلی روش برینل و راکول را دارد و بر معایب اساسی آنها غلبه می کند، اما به سادگی روش راکول نیست و روش ویکرز به ندرت در استانداردهای لوله فولادی استفاده می شود.