دستگاه-سختی-سنج

سختی سنجی فلزات

سختی سنجی فلزات

اصول سختی سنجی بر پایه اندازه گیری مقاومت جسم در مقابل فرو رفتگی است كه اساس و مبنای دستگاههای اندازه گیری مختلف می باشد. ابزار فرو رونده، در جسم، در آزمون سخت سنجی ممكن است به صورت ساچمه، مخروط ناقص، یك سطح و یا هرم باشد كه معمولا از فولاد سخت یا الماس ساخته شده .و تحت یك نیروی ایستابكار برده می شود.
در سختی سنجی فرو روندگی، به دو طریق ممكن است سختی را اندازه گیری کرد.

 روش اول باری كه بایستی تا عمق معینی فرو رفتگی را ایجاد نماید، اندازه گیری می شود و یا مقدار. گودی ایجاد شده توسط یك بار مشخص اندازه گرفته خواهد شد.

 آزمایش واجهش، یك بار متحرك و یا ضربه ای بر روی سطح قطعه مورد آزمایش انداخته می شود.
مقدار واجهش اندازه گرفته شده، سختی قطعه مورد آزمایش را نشان می دهد. شاید متداول ترین آزمایش های سختی سنجی بر روی فلزات، آزمون های برینل و راكول باشد.

هر چند انواع آزمایشات سختی سنجی دیگری نیز امروزه با توجه به زیاد شدن فولادهای سخت و سخت تر شدن. سطوح فولادها مورد استفاده قرار گرفته اند.
همچنین لزوم تعیین سختی قطعات بسیار نازك، قطعات بسیار ریز و تعیین گرادیان سختی (افت نسبی سختی) در فواصل بسیار كم و در لایه های نازك، سبب ابداع دستگاههای ریز سختی سنج ها مثل ریز سختی سنج نوپ شده است.

انواع روش های سختی سنجی

روش برینل

یكی از قدیمی ترین آزمایشات سختی سنجی، آزمایش برینل می باشد. این آزمایش، یك آزمون سختی سنجی ایستایی می باشد كه عبارت است از فشردن یك ساچمه فولادی سخت بر روی سطح یك قطعه نمونه.
در این آزمون معمولاَ از یك ساچمه به قطر 10 میلی متر از جنس فولاد سخت و یا كربور تنگستن، برای اعمال یك بار بر روی سطح ماده استفاده می شود كه برای فلزات سخت، مقدار بار 3000 كیلوگرم، برای فلزات نیمه سخت 1500 كیلوگرم و برای نرم 500 كیلوگرم و یا كمتر می باشد.

برای انجام آزمایش برینل، قطعه نمونه را بر روی سندان قرار داده و سندان را بالا می برند به طوری كه یا ساچمه مماس شود. پمپ نمودن روغن به داخل سیلندر اصلی، سبب اعمال یك نیروی رو به پایین به پیستون اصلی دستگاه و در نتیجه فشار وارد آوردن بر روی ساچمه می شود.

این فشار باعث فرو رفتن ساچمه بر روی سطح قطعه مورد آزمایش می گردد. پیستون كاملاَ روان، كار می نماید لذا تلفات اصطحكاك قابل چشم پوشی است. با نصب یك فشار سنج بوردون، مقدار تقریبی بار وارده نشان داده می شود.

هنگامی كه بار وارده، به مقدار مورد نظر برسد، وزنه تعادل بالای دستگاه با عمل یك پیستون كوچك، به بالا كشیده می شود.

این عمل به منزله ضامن اطمینانی است كه بار زیادی بر روی ساچمه وارد نشود. در آزمایشات استاندارد، قطر حفره ایجاد شده توسط ساچمه، به وسیله یك میكروسكوپ میكرومتر و یا میكروسكوپ برینل كه یك صفحه شفاف مدرج در میان دید آن می باشد، اندازه گرفته می شود.

محدودیت های آزمایش برینل

  •  مناسب نبودن آن برای مواد بسیار سخت می باشد. در این موارد، ساچمه اكثراَ تغییر شكل می دهد.
  •  برای قطعات خیلی نازك كه احتمالاَ عمق حفره ایجاد شده بیشتر از .ضخامت قطعه باشد، این روش مناسب نمی باشد.
  •  مناسب نبودن آن برای قطعاتی است كه سطح آنها سخت شده باشد. در این موارد ممكن است عمق حفره ایجاد شده از ضخامت لایه سخت شده بیشتر باشد. و در نتیجه نرمی مغز قطعه، نتیجه آزمون را بی اعتبار نماید.

روش ویکرز

محاسبه سختی مواد با استفاده از نسبت بار وارده. به سطح فرو رفتگی شامل سایر آزمونها نیز می گردد كه یكی از آنها آزمایش تعیین سختی به طریقه ویكرز می باشد.

در این ازمایش از یك دندانه الماسه كوچك، به شكل هرم مربع القاعده استفاده می گردد .كه زاویه نوك آن 136 درجه و بار وارده از 5 تا 120 كیلوگرم با تقسیمات 5 كیلوگرمی می تواند تغییر نماید.

به منظور اجرای آزمایش، قطعه نمونه را روی سندان قرار داده. و به وسیله یك پیچ، سندان به سمت بالا حركت می نماید تا قطعه دقیقا نزدیك نوك دندانه قرار گیرد.

سپس با آزاد كردن اهرم شروع كننده آزمایش، یك بازوی سنگین كه نسبت آن 20 به یك می باشد، رها شده. و وزن بازو به ارامی بر روی وارد می آید و سپس بازو به محل اولیه بر می گردد.

آماده كرده مجدد دستگاه برای ازمای، به وسیله فشار دادن یك پدال پایی انجام می شود. پس از آنكه سندان. به پایین آورده شده. یك میكروسكوپ بر روی قطعه قرار گرفته و قطر مربع فرور فتگی با دقت 0.001 میلی متر اندازه گرفته می شود. در صورت لزوم از ساچمه ای به قطر 1 یا 2 میلی متر به عنوان دندانه نیز می توان استفاده نمود. از دستگاه و یكرز اصولا در پژوهشها استفاده می شود. یكی از مزایای دستگاه و یكرز ، دقت اندازه گیری ابعاد فرو رفتگی حاصله است.

محدودیت های آزمایش ویکرز

  •  این آزمایش، مخرب بوده و سرعت اجرای آنم كمتر از ازمایش برینل و راكول است. و سطح قطعه نمونه. را بایستی قبل از آزمایش پرداخت نمود كه این كار وقت زیادی را می گیرد.
  • گرچه آزمایش ویكرز بسیار دقیق تر از راكول و برینل است ولی قیمت دستگاه آن نیز بسیار گرانتر می باشد، در مقابل، نتایج ازمایش ویكرز در سطح وسیعی از صنایع پذیرفته شده است.

روش راکول

آزمایش سختی راكول شبیه آزمایش. برینل است كه در آن عدد سختی، نسبتی از بزرگی حفره ای است .كه توسط یك دندانه و با وارد آوردن یك بار ثابت معین بر روی قطعه نمونه بوجود می آید.

آزمایش راكول با آزمایش برینل از نظر اصول متفاوت است، زیرا در آزمایش راكول سه نوع بار و دندانه مختلف را می توان انتخاب نمود.
اختلاف آزمایش راكول با آزمایش. برینل در كوچكتر بودن بار وارده و شكل دندانه ایجاد كننده حفره است و در نتیجه حفره ایجاد شده. كوچكتر و كم عمیق تر خواهد بود.

بنابراین طیف كاربرد آن وسیعتر از آزمایش برینل و انجام آن سریعتر می باشد چون می توان مستقیماَ قرائت عدد سختی را انجام داد

.دندانه فرو رونده یا نفوذ كننده ممكن است یك ساچمه فولادی سخت شده بوده و یا یك مخروط الماسه.با زاویه 120 درجه كه نوك مخروط آن گرد شده و بریل نامیده می شود، باشد. عدد سختی كه روی نشانگر مدرج می توان قرائت نمود،

یك عدد دلخواه قراردادی است كه به طور معكوس با عمق حفره. ایجاد شده، متناسب می باشد. مقیاس بكار رفته .برای آزمایش، نشان دهنده بار وارده و نوع دندانه استفاده شده می باشد.

محدودیت های آزمایش راکول

  •  دستگاه آزمایش نسبتاَ گران و مناسب استفاده در خارج از آزمایشگاه نبوده و ازمایش عموماَ مخرب محسوب می شود.
  •  در قطعات خیلی نازك كه احتمالاَ عمق حفره ایجاد شده بیشتر. از ضخامت .قطعه باشد، این روش مناسب نمی باشد.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

اسکرول به بالا