best feedback

دستگاه سختی سنجی:

 در اين آزمايشگاه سختی سنجی و ميكرو سختي سنجي نمونه های فلزی وغیر فلزی به روش های ویکرز، برینل، راکول A,B ، C و  تهیه پروفیل های سختی از نمونه ها قابل انجام می باشد.

تعریف خاصیت سختی به جز در رابطه با آزمون ویژه ای که برای تعیین مقدار آن به کار می رود، مشکل است. مقدار سختی را نمی توان مانند استحکام کششی مستقیما″ در طراحی بهکار برد، زیرا مقدار سختی به تنهایی اهمیت ندارد.
سختی خاصیت اساسی ماده نیست و به خواص کشسان و مومسان آن ارتباط دارد. مقدار سختی به دست آمده در یک آزمون ویژه فقط معیاری برای مقایسه ی مواد یا عملیات انجام شده ه است. طریقه ی آماده سازی نمونه و آزمون معمولا″ ساده است و نتایج را می توان برای تخمین دیگر خواص مکانیکی به کاربرد.
۲تاریخچه آزمایش سختی:

شواهد نشان می‌دهد سختی سنجی اولیه در سال ۱۷۷۲ شروع شد. در آن زمان ریومر (Reaumur ) فشردن لبه‌های شمش منشوری نسبت به هم را پیشنهاد کرد.

روشهای ابتدایی ارزیابی سختی فلزات:

 (a) تعیین سختی https://kiteessay.com/custom-writing-service buy psychology essays online مقایسه‌ای با روش ریومر: در این روش لبه دو نمونه فلزی منشوری شکل نسبت به هم فشرده می‌شود.
(b) روش سختی فوپل: در این روش دو نمونه نیمه استوانه‌ای شکل فلزی نسبت به هم فشرده شده و اندازه سطح تماس پهن شده تعیین می‌گردد، این تکنیک برای سختی سنجی گرم نیز به‌کار رفته است. در این روش نیروی اعمال شده بر هر دو شمش مساوی بوده و به این ترتیب می‌شود سختی دو قطعه فلزی را مستقیماً با همدیگر مقایسه کرد. در سال۱۸۹۷ فوپل (Foeppl) بجای شمشهای منشوری از دو نیم استوانه استفاده کرد.  وی نسبت سطح پهن شده به نیروی وارده را معیار سختی معرفی نمود.
۳انواع آزمایش سختی سنجی

۳-۱ روش مقاومت در برابر فرورفتگی
این روش خود شامل برنیل،  ویکرز، راکول و انواع آن، و میکروسختی می باشد که به تفصیل درقسمتهای بعدی شرح داده خواهد شد.

۳-۲روش شور
این روش برای اندازه‌گیری صفحات نازک بکار می‌رود و در این روش یک هرم الماس یا منشور از ارتفاع معینی رهاشده، و پس از برخورد با صفحه مجدداً به طرف بالا برگشت می‌کند. ارتفاع رها شده را مبین سختی می‌نامند. این روش به روش دینامیکی نیز معروف است: ( Robounder dynamic hardness )

۳-۳ روش مقاومت در مقابل خراش دادن
در روش مینرالوژی(کانی شناسی)  از روش ایجادخراش استفاده می‌شود. مینرالها و سایر مواد بر حسب قدرت خراش دادن بر دیگر مواد طبقه بندی شده و آنرا بصورت جدولی که به نام (MOHS) معروف است، نشان می‌دهند. این جدول از یک تا ده درجه بندی شده که نرم ترین آنها تالک میباشد که سختی آن یک بوده وسخت ترین آنها الماس میباشد که سختی آن ۱۰ میباشد.  معمولا این روش برای سختی سنجی فلزات بکار نمی رود. زیرا سختی فلزات معمولا بین ۴ تا ۵  بوده در نتیجه از دقت لازم برخوردار نمی باشد.

۳-۴ روش مقاومت در مقابل سایش
این روش فقط در مواقع لازم  و ضروری مورد استفاده قرار می گیرد .

۳-۵ روش مقاومت در مقابل ماشین کاری از قبیل : فرز کاری، تراشکاری،سوهان کاری، مته زدن
قابل توجه است که بطور کلی امروزه روش مقاومت در مقابل ایجاد فرورفتگی تحت نیروی ثابت به منظورداشتن دقت و سرعت عمل بیشتر، از روشهای دیگر سختی سنجی متداولتر شده است که در زیربه بررسی و تفصیل هرکدام از این روشها می پردازیم:

۴انواع روش های مقاومت دربرابر فرورفتگی

۴-۱ سختی سنجی برینل

ابزار سختی سنجی برینل معمولا″ شامل یک پرس هیدرولیک عمودی است که با دست کار می کند و یک دندانه ی ساچمه ای که بر نمونه  فشرده می شود.
در  این روش به ساچمه ای به قطر ۱۰mmتحت بارkg 3000   برای فلزات آهنی یا ۵۰۰Kg   برای فلزات غیر آهنی نیاز است. در مورد فلزات آهنی بار به مدت حداقل ۱۰ ثانیه و برای فلزات غیر آهنی به مدت ۳۰ ثانیه اعمال میشود. قطر اثر ایجاد شده به کمک یک میکروسکوپ شامل چشمی مدرج، که معمولا″ به دهم میلیمترتقسیم بندی شده است و با آن میتوان تا ۰٫۰۵mm   را تخمین زد، اندازه گیری می شود.

عدد سختی برینل (BHN) از فرمول زیر محاسبه میشود:

L بار اعمال شده بر حسب کیلو گرم

 D  قطراثر بر حسب میلیمتر

معمولا″ به کمک جداول موجود که مستقیما″ قطراثر را به عدد سختی برینل تبدیل میکنند، دیگر نیازی به محاسبه فوق نیست.

۴-۲ سختی سنجی راکول:

در این روش سختی سنجی، ابزاری وجود دارد که از آن میتوان سختی را مستقیما″ خواند، اساس آن نیز اندازه گیری اختلاف عمق نفوذ است.
آزمون به این صورت انجام میشود که ابتدا نمونه را به آرامی نسبت به دندانه بالا می بریم تا بار اولیه ی مشخص و کوچکی بر آن اعمال شود. این امر توسط عقربه ی صفحه ی مدرج مشخص میشود.سپس بار اصلی را برمیداریم در حالی که بار اولیه هنوز باقی است، سختی راکول را ازصفحه مدرج می خوانیم. به علت آنکه ترتیب اعداد بر صفحه مدرج به طور عکس از بالا به پایین است نتیجه ی نفوذ کم در ماده ای سخت نمایش عدد بزرگتر و نفوذ زیاد در مادهای نرم نمایش عدد کوچکتری خواهد بود.
دو نوع سختی سنجی راکول هست که نوع معمولی برای مقاطع نسبتا″ ضخیم و نوع سطحی برای مقاطع نازک به کار می رود. بار اولیه در سختی سنح معمولی ۱۰Kg  و در سختی سنج سطحی ۳Kg  است.
انواع دندانه ها وبارها را میتوان به کار برد و هر ترکیب از این دو معرف مقیاس راکول مخصوصی است.مقیاسهای سختی راکول و نمونه های مورد آزمون در جدول زیر آورده شده است.

رایج ترین مقیاسهای راکول A,BوC میباشد. و به علت تعداد  مقیاسهای راکول عدد سختی باید بعد ازعلامت HR با حرف مقیاس مورد نظر همراه شود. بطور مثال ۸۲HRB

۴-۳سختی سنجی ویکرز:

در این آزمون، دستگاه دارای دندانه الماس-هرم مربع القاعده است که زاویه سطوح مقابل آن °۱۳۶ است. گستره ی بار معمولا بین۱ تا ۱۲۰kg است. اصول کارسختی سنج ویکرز مانند دستگاه برینل است، اعداد نیز به صورت بار و سطح اثر بیان میشوند. شکل اثر دندانه روی نمونه مربع است. طول قطر این مربع به وسیله ی ریزسنج چشمی که دارای تیغه های متحرک است و داخل میکروسکوپ قرار دارد، اندازه گرفته میشود. جدولهایی وجود دارد که مستقیما قطر اثر را به عدد سختی هرم ویکرز تبدیل میکند و یا با استفاده از رابطه زیر این مقدار بدست میآید:

L بار اعمال شده بر حسب کیلو گرم

d طول قطر اثر بر حسب میلیمتر

به علت گستره ی وسیع بارهای قابل اعمال در این روش سختی سنج ویکرز قادر است سختی ورقهای خیلی نازک را به خوبی مقاطع ضخیم اندازه بگیرد.

۴ میکروسختی سنجی:
متاسفانه این اصطلاح گویا نیست چون میتوان آن را به معنی آزمون سختیهای کم تصور کرد در حالی که به معنی واقعی آن، استفاده از فرورفتگی کوچک است. بارهای مورد استفاده نیز بین ۱ تا ۱۰۰۰g    است. دو نوع دندانه برای میکروسختی سنجی وجود دارد یکی هرم الماسی مربع القاعده ویکرز با زاویه رٲس °۱۳۶  و دیگری دندانه الماسی دراز شده نوپ(knoop) 
مانند آزمون ویکرز قطر بزرگ به کمک چشمی ریزسنج دار مدرج اندازه گیری می شود. عدد سختی توپ از تقسیم بار بر سطح اثر بدست می آید:

L بار اعمال شده بر حسب کیلو گرم

d طول قطر اثر بر حسب میلیمتر

۵دقت آزمون سختی فرورفتگی:
بعضی از عواملی که بردقت سختی سنجی تاٴثیر دارد عبارتند از:
–    وضعیت دندانه
–    دقت بار اعمال شده
–    اعمال بار ضربه ای
–    وضعیت سطح نمونه
–    ضخامت نمونه
–    شکل نمونه
–    محل اثر
–    یکنواختی ماده

۶  مزایا و معایب روشهای مختلف سختی سنجی:
انتخاب یک روش سختی سنجی بستگی به سهولت آن و دقت مورد نظر دارد .مثلا در روش برینل چون سطح اثر بزرگ است،  فقط نمونه های ضخیم با این روش آزمایش می شوند. البته بزرگی سطح اثر وقتی مزیت محسوب میشود که ماده همگن نباشد . سطح نمونه ی آزمون در روش برینل نباید لزوما به صافی سطح مورد نیاز در سختی سنجی با دندانه های کوچکترباشد، همچنین خواندن سختی از صفحه ی مدرج  ساده تر از میکروسکوپ برای اندازه گیری قطر سطح اثر است. به علت تغییر شکل ساچمه ی فولادی روش برینل برای سختی های بالای ۵۰۰HB دقیق نیست اما گستره ی کاری آن را میتوان با استفاده از ساچمه تنگستن کاربیدی تا ۶۵۰HB   افزایش داد.
روش راکول سریع وساده است. به علت کوچکتر بودن نیرو و دندانه نسبت به روش برینل با این روش میتوان نمونه های نازکتر را سختی سنجی کرد، همچنین مواد سخت به خوبی مواد نرم قابل آزمایشاند.
سنجشگر ویکرز،حساسترین دستگاه سختی سنجی است. این روش یک مقیاس پیوسته برای تمام مواد دارد و عدد سختی آن مستقل از نیروست. به علت امکان به کارگیری نیروهای کم در این روش میتوان نمونه هایی خیلی نازکتر از نمونه های مورد آزمایش با دیگر روشها را سختی سنجی کرد. همچنین سطح اثر مربع ساده ترین شکل برای اندازه گیری دقیق است.
اساسا میکروسختی سنج کاربرد آزمایشگاهی دارد. کاربرد نیروهای خیلی کم، سختی سنجی قطعات کوچک و نازک و فازهای ریز ساختار را ممکن می کند.

۷ تبدیل سختی

تبدیل تقریبی سختی حاصل از دستگاههای مختلف در جدول زیر دیده میشود. این داده ها عموما درمورد فولادها صادق است و حاصل سختی سنجی های وسیع فولادهای کربنی و آلیاژی به ویژه در شرایط عملیات گرمایی شده است:

هنوز هیچ دیدگاهی قرار داده نشده است. اولین نفر شما باشید.

    فهرست عناوین
    ×
    فهرست