راهنمای تست سختی فلز: Rockwell، Shore و Methods

سختی معیاری برای سنجش مقاومت یک ماده در برابر فرورفتگی دائمی است. در تست سختی فلز، پاسخ به نحوه اندازه گیری سختی ساده است: یک فرورفتگی استاندارد تحت یک بار دقیق به سطح فشار داده می شود و اندازه یا عمق قالب به عدد سختی تبدیل می شود. . برای تست سختی فولاد در کف تولید، روش راکول انتخاب بسیار بالایی است 60 HRC نشان دهنده یک فولاد ابزار سخت شده معمولی است و 25 HRC نشان دهنده فولاد نرم و نرم قابل ماشینکاری است . الف سختی سنج یونایتد راکول یک ابزار دیجیتالی خاص است که این تست را خودکار می کند و نتایج را در چند ثانیه ارائه می دهد. برای مواد نرم تر و غیر فلزی، سختی سنج های شور اندازه گیری نفوذ یک فرورفتگی فنری است و برای الاستومرها و پلیمرها ضروری است. این مقاله یک کاوش عملی و روش به روش در روش‌های بررسی سختی، از تکنیک‌های کلاسیک برینل و ویکرز تا تسترهای برگشتی قابل حمل، با نمونه‌های سختی فولاد بتن ارائه می‌کند.

چگونه سختی اندازه گیری می شود: اصول اساسی

همه روش‌های اندازه‌گیری سختی استاتیک یک دنباله مشترک دارند: یک فرورفتگی هندسه شناخته‌شده با یک نیرو و سرعت کنترل‌شده به ماده فشار داده می‌شود، نیرو برای یک زمان ماندگاری مشخص نگه داشته می‌شود و سپس فرورفتگی اندازه‌گیری می‌شود. عدد سختی یا از عمق نفوذ یا مساحت سطح قالب گرفته شده است. سه نوع متداول فرورفتگی عبارتند از: مخروط الماس، گلوله فولادی یا کاربید سخت شده و هرم الماس. تفاوت اساسی بین روش ها در ترکیبی از فرورفتگی، نیروی اعمال شده و رویکرد اندازه گیری نهفته است.

در تست سختی متالورژی، این فرآیند بیش از یک عدد به دست می‌آید. این نشان دهنده قدرت تسلیم مواد، سرعت سخت شدن کار و ریزساختار است. الف آزمایش برینل بر روی قالب ریخته گری دانه درشت به عنوان مثال، سختی چند دانه را به طور متوسط محاسبه می کند، در حالی که a ریز تورفتگی ویکرز با وزن 0.5 کیلوگرم می تواند سختی کاربید مرزی تک دانه را جدا کند. درک اصل اندازه گیری اولین قدم برای انتخاب آزمون صحیح است.

تست سختی راکول: استاندارد صنعتی برای فلز

تست سختی راکول روش تست سختی فلز غالب برای محیط های تولیدی است زیرا سریع، غیر مخرب در مقیاس ماکرو است و نیازی به اندازه گیری نوری ندارد. این آزمایش بدین صورت است که ابتدا یک بار جزئی (معمولاً 10 کیلوگرم بر فوت) برای قرار دادن تورفتگی و ایجاد یک مرجع صفر اعمال می شود. سپس یک بار اصلی (60، 100 یا 150 کیلوگرم) اعمال می شود و متعاقباً برداشته می شود و تنها بار جزئی باقی می ماند. سختی مستقیماً از صفحه صفحه یا صفحه دیجیتال به عنوان تابع معکوس افزایش عمق دائمی خوانده می شود . الف typical test cycle takes less than five seconds.

رایج ترین مقیاس ها HRC و HRB هستند. HRC از یک فرورفتگی مخروطی الماسی و یک بار اصلی 150 کیلوگرمی استفاده می کند و is used for hardened steels and titanium alloys. HRB از یک توپ کاربید 1/16 اینچی و یک بار اصلی 100 کیلوگرمی استفاده می کند. برای مواد نرم تر مانند آلیاژهای مس و فولاد سخت نشده. یک مثال سختی راکول که بیشتر صنعت را راهنمایی می کند، مشخصات چرخ دنده های سخت شده در کیس است 58-62 HRC ، که مقاومت بهینه در برابر سایش را بدون شکنندگی بیش از حد فراهم می کند.

تست سختی فولاد و نمونه های معمولی سختی راکول

تست سختی فولاد رایج‌ترین کاربرد دستگاه‌های سختی سنج است و مقادیر راکول به عنوان زبان جهانی برای تعیین عملیات حرارتی عمل می‌کنند. جدول زیر نمونه های مستقیم و عملی سختی را برای شرایط معمول فولاد نشان می دهد. این مقادیر همان چیزی است که یک مهندس کیفیت هنگام قرار دادن یک نمونه روی a انتظار دارد سختی سنج یونایتد راکول .

یونایتد راکول سختی سنج : راه حل عملی نیمکت

را سختی سنج یونایتد راکول یک نام تجاری خاص از سختی سنج دیجیتال است که به طور گسترده در تست سختی متالورژی و تضمین کیفیت استفاده می شود. مدل‌های سری United TRU همه مقیاس‌های راکول منظم و سطحی، از جمله HRC، HRB، و HRN/T را با یک سیستم اعمال نیروی حلقه بسته اجرا می‌کنند که تضمین می‌کند دقت بهتر از مثبت یا منفی 0.5 HRC . این ابزار با فشار دادن یک دکمه، نشستن بار جزئی، اعمال بار اصلی، توقف و تخلیه بار را خودکار می کند و تأثیر اپراتور بر نتیجه را از بین می برد. برای تست سختی فولاد، این بدان معناست که یک تکنسین می تواند دسته ای از 50 نمونه شفت را آزمایش کند و اعداد ثابت و قابل تکرار را بدون اندازه گیری نوری به دست آورد. نمایشگر دیجیتال تستر مقدار سختی را مستقیماً نشان می‌دهد و داده‌ها را می‌توان برای کنترل فرآیند آماری صادر کرد، که آن را به ابزاری مرکزی در هر کتابخانه روش بررسی سختی فلزات تبدیل می‌کند.

تست سختی برینل برای مواد حجیم و درشت

برینل روش ترجیحی برای اندازه گیری سختی برای موادی با ریزساختار درشت یا ناهمگن، مانند ریخته گری آهن، قطعات آهنگری و آلیاژهای مس است. الف توپ کاربید تنگستن 10 میلی متری معمولاً تحت بار زیاد به سطح فشار داده می شود 3000 کیلوگرم برای فولاد و 500 کیلوگرم برای فلزات غیر آهنی نرم . الفfter load removal, the diameter of the impression is measured with a calibrated microscope. The hardness number, reported as HBW 10/3000 به عنوان مثال، آیا بار اعمال شده بر مساحت سطح فرورفتگی تقسیم می شود. از آنجایی که توپ بزرگ از دانه های زیادی نمونه برداری می کند، نتیجه سختی توده ای قابل اعتماد است که به خوبی با استحکام کششی بسیاری از فلزات همبستگی دارد. یک مثال معمولی از سختی از این روش است 200 HBW برای چدن خاکستری .

تست سختی ویکرز: دقت در همه مقیاس ها

ویکرز در بین روش های سختی سنجی بی نظیر است زیرا یکسان است فرورفتگی هرمی بر پایه مربع الماس برای نیروهایی از 1 gf تا 120 kgf استفاده می شود، که این آزمایش را برای همه چیز از یک پوشش 3 میکرون تا یک صفحه فولادی ضخیم قابل اجرا می کند. قطرهای فرورفتگی به صورت نوری اندازه گیری می شوند و سختی به صورت بیان می شود HV ، در محدوده وسیعی مستقل از بار است. در تست سختی متالورژی، ویکرز برای تعیین عمق مورد ، که در آن یک سری فرورفتگی با 0.5 یا 1 kgf از سطح تا هسته ایجاد می شود تا گرادیان سختی را ترسیم کند. همچنین این روش مرجع برای تعیین مناطق جوش و فویل های نازک است که راکول و برینل تغییرات بحرانی را از دست می دهند. نمونه ای از سختی برای سطح نیترید شده است 1000 HV 0.5 ، به 300 HV در هسته کاهش می یابد.

سختی سنج شور برای الاستومرها و پلیمرها

سختی سنج های ساحلی ابزارهای قابل حملی هستند که مقاومت لاستیک ها، پلاستیک ها و سایر مواد غیر فلزی را در برابر فرورفتگی توسط یک فرورفتگی فنری اندازه گیری می کنند. دو مقیاس رایج عبارتند از Shore A برای لاستیک نرم و Shore D برای پلاستیک های سخت . الف durometer reading of 60 Shore A is typical for a rubber tire tread, while 80 Shore D indicates a hard hat material. The measurement is quick and non-destructive, making it a standard hardness checking method on the production floor and in the field. While not used for metals, Shore testers are a critical component of a complete hardness testing capability for hybrid components like bonded rubber-to-metal mounts.

نحوه انجام تست سختی: راهنمای گام به گام

را following practical procedure illustrates how to hardness test using a Rockwell bench tester, the most common industrial scenario. The same principles of sample preparation, machine verification, and indentation spacing apply across all methods.

1. آزمایشگر را تأیید کنید. یک بررسی کالیبراسیون روزانه را روی یک بلوک آزمایشی تایید شده با سختی شناخته شده انجام دهید. قرائت باید در تلورانس اعلام شده باشد، معمولاً مثبت یا منفی 1.0 HRC برای مقیاس HRC.
2. سطح نمونه را آماده کنید. را test surface and the anvil seat must be clean, dry, and free of scale or decarburization. For thin or irregular parts, use the correct elevating screw and anvil insert to ensure stability.
3. مقیاس و تورفتگی صحیح را انتخاب کنید. برای فولاد سخت شده بالای 20 HRC، فرورفتگی مخروط الماسی را نصب کنید و مقیاس HRC را انتخاب کنید. برای برنج یا فولاد سخت نشده، از توپ 1/16 اینچی و مقیاس HRB استفاده کنید.
4. بار جزئی را اعمال کنید. پیچ بالابر را به آرامی بالا بیاورید تا زمانی که فرورفتگی با نمونه تماس پیدا کند و بار جزئی به طور کامل اعمال شود که با علامت مرجع یا بوق نشان داده می شود.
5. بار اصلی را اعمال کنید و ساکن شوید. چرخه آزمایش را فعال کنید. دستگاه بار اصلی کامل را اعمال می کند، آن را برای مدت زمان مشخص شده نگه می دارد (معمولاً 3 تا 6 ثانیه)، و به طور خودکار به بار کوچک باز می گردد.
6. مقدار سختی را بخوانید. را Rockwell number is displayed directly. Record the value and the scale, e.g., 58.5 HRC .
7. فاصله مناسب را حفظ کنید. را distance between indentations must be at least سه برابر قطر تورفتگی و هر فرورفتگی باید حداقل 2.5 برابر قطر لبه نمونه باشد تا از تداخل سخت شدن کار جلوگیری شود.

انتخاب روش صحیح بررسی سختی

را choice of hardness measuring method is driven by material type, part geometry, the scale of the microstructure, and whether the test is for production release or failure analysis. The table below summarizes the primary hardness checking methods for metal and non-metal applications, providing a practical selection guide.

آخرین نکته عملی: هیچ آزمایش سختی واحدی جهانی نیست. یک آزمایشگاه متالورژی مجهز از الف سختی سنج یونایتد راکول برای بررسی های روزانه تولید فولاد، یک تستر میکروسختی ویکرز برای تجزیه و تحلیل شکست، و یک Shore متر قابل حمل برای بازرسی های لاستیکی ورودی. تطبیق روش با مواد و اطلاعات مورد نیاز، پایه و اساس تست سختی قابل اعتماد است.