انتخاب سختی‌سنج متناسب

مقدمه

سختی سنج یک ابزار اندازه گیری است که برای ارزیابی سختی یا استحکام یک ماده استفاده می شود. سختی سنج ها برای تعیین مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل با ابزارهای سخت تری مانند مخروط های الماس یا توپ های فولادی که به سطح ماده مورد آزمایش نفوذ می کنند، استفاده می شود. سپس سختی سنج عمق نفوذ را اندازه گیری می کند و اثر باقیمانده ابزار را بر روی سطح نمونه اندازه گیری می کند.

روش های مختلفی برای تست سختی وجود دارد. در این راهنما، سختی‌های تست‌های مختلف و مزایا و معایب هر کدام را بررسی می‌کنیم.

چگونه سختی سنج را انتخاب کنیم؟

قبل از انتخاب سختی سنج، باید نکات زیر را در نظر بگیرید:

بار اثبات: این عامل با پیچیدگی مواد تعیین می شود. به عنوان مثال، فولادهایی مانند آهن یا آلیاژها به بار آزمایشی تا 3000 کیلوگرم وزن نیاز دارند، در حالی که فولادهای ملایم به 500 کیلوگرم وزن نیاز دارند. هرچه این شارژ بیشتر باشد، دقت اندازه گیری بالاتر است. توجه به این نکته ضروری است که مربع نباید از یک دهم حجم نمونه بیشتر شود.

محدوده سختی: ماده گلوله را تعیین می کند. برای بیش از 650 HB/30، باید از الماس استفاده شود. زیر این مقدار، توپ های فولادی یا فلزات سخت مناسب هستند.

سطح دقت: بسته به سطح اندازه گیری شده (تمیز بودن، سطح صاف، سیستم پویا یا استاتیک و غیره).

انعطاف پذیری دستگاه: انتخاب دستگاه خود برای بررسی شکل و ابعاد نمونه ها مهم است.

خلاصه معیارهای انتخاب

بار آزمون.

فاصله سخت.

مرحله.

انعطاف پذیری دستگاه

انواع سختی سنج

سختی سنج ها بر اساس روش تست خود به چند دسته تقسیم می شوند:

مقاومت بار چیست؟ (تاثیر بر انتقال، سطح و رابطه فشار)

روش برینل

روش راکول

روش ویکرز

روش Knoop.

با استفاده از سونوگرافی

چرا از سختی سنج برینل استفاده کنیم؟

تست نوآوری سختی سنج برینل

روش برینل رایج ترین روش اندازه گیری سختی در صنعت است. بسته به نمونه ای که باید اندازه گیری شود، از یک توپ فولادی با وزن های مختلف برای علامت گذاری سطح نمونه استفاده می شود. یک میکروسکوپ یا عدسی اندازه گیری این تجهیزات را تکمیل می کند.

روش برینل مزایای زیادی دارد:

اول اینکه روشی مطلوب برای اندازه گیری وزن نمونه های خام است. مقایسه این مدل ها با روش های دیگر دشوار است.

بارهای آزمایشی اعمال شده زیاد است (3 هزار کیلوگرم).

در طیف وسیعی از اندازه ها و وزن ها موجود است و طیف وسیعی از اندازه ها را ارائه می دهد.

سختی سنج Burnell می تواند انواع فلزات را آزمایش کند. نتایج روش برنل نسبت به روش راکول دقیق تر و قابل اعتمادتر است، زیرا استفاده از توپ کروی فشار را به طور مساوی توزیع می کند.

البته رویکرد برینل معایبی نیز دارد:

خطاهای اندازه گیری ممکن است به دلیل این واقعیت رخ دهد که اثر باقی مانده بر روی سطح نمونه توسط ابزارهای نوری اندازه گیری می شود.

اگر چه بار تست بیشتر از سایر روش های تست است، اما سطح نمونه باید قبل از آن تمیز و صاف باشد. این به این دلیل است که عیوب سطحی می تواند در دقت و قابلیت اطمینان اندازه گیری ها اختلال ایجاد کند.

تست های انجام شده با استفاده از این روش نسبتا طولانی هستند (تا 60 ثانیه بدون احتساب زمان آماده سازی نمونه). بنابراین، این روش برای آزمایش معمول ایده آل نیست.

شما نمی توانید از این روش برای آزمایش سطوح استوانه ای استفاده کنید زیرا فقط روی سطوح صاف دقیق و قابل اعتماد است.

در نهایت، این روش به دلیل تجهیزات نوری درگیر گران تر است.

چرا از سختی‌سنج راکول  استفاده کنیم؟

سختی سنج راکول تینیوس اولسن

روش راکول جامع ترین و همه کاره ترین روش است زیرا از مخروط الماس فرورفته و توپ فولادی برای اندازه گیری سختی یک ماده استفاده می کند.

آلیاژ الماس فقط در فولادهای سخت شده و فولادهای سخت شده استفاده می شود. استفاده از آن برای سختی کمتر از 785 N/mm2 توصیه نمی شود.

یک توپ فولادی برای مواد نرم استفاده می شود، اما مراقب باشید، هر چه مواد نرم تر باشد، توپ ضخیم تر و بار کل کمتر می شود.

برای آزمایش مواد پلاستیکی از توپ های ضخیم تر استفاده می شود.

مزایای روش راکول:

این تنها روشی است که اندازه گیری را بدون تجهیزات نوری امکان پذیر می کند، یعنی می توان آن را به صورت خودکار و سریع انجام داد.

این روش نسبت به عیوب سطح نمونه حساسیت کمتری دارد.

از این روش می توان برای اندازه گیری نمونه های استوانه ای، کروی و مخروطی استفاده کرد.

از آنجایی که چرخه اندازه گیری کوتاه است، این سریع ترین روش است.

از طرف دیگر، روش راکول معایبی نیز دارد:

سایت های تست بسیار کمی وجود دارد.

برای برخی از مواد مانند فولاد ریخته گری، این روش به تنهایی پاسخگو نیست و باید با روش برینل و استفاده از توپ هایی با بار آزمایشی بالاتر تکمیل شود.

دقت اندازه گیری به تماس بین توپ و سطح نمونه بستگی دارد. اگر آلودگی روی سطح وجود داشته باشد، تغییر شکل ممکن است در هنگام اعمال مقیاس آزمایش رخ دهد و اندازه گیری دارای خطا خواهد بود.

این روش برای جامدات چندان دقیق نیست.

چرا از سختی سنج ویکرز استفاده کنیم؟

سختی سنج MITUTOYO Vickers

روش ویکرز یک تکنیک تست میکروسختی است. این روش مشابه روش برینل است و برای کلیه فلزات و مواد جامد با سختی 10 گرم تا 100 کیلوگرم مناسب است.

تفاوت روش ویکرز با روش برینل در این است که روش دوم از هرمی استفاده می کند که در یک الماس با پایه مربع و بار ثابت نفوذ می کند. ابزارهای نوری اثر را اندازه گیری می کنند. این تکنیک اجازه می دهد تا بارهای آزمایشی سبک و همچنین بارهای ماکرو تا 30 کیلوگرم آزمایش شوند.

مزایای تکنیک ویکرز:

اندازه گیری ها بسیار گسترده است. از این روش می توان برای آزمایش انواع مواد اعم از جامد و سخت استفاده کرد.

انجام این تست آسان است.

محاسبه مستقل از اندازه هرم الماس است.

از همان نیرو می توان برای اندازه گیری مواد با سختی های مختلف استفاده کرد.

این تکنیک برای تست های آزمایشگاهی مناسب است.

از طرف دیگر، تکنیک ویکرز معایبی نیز دارد:

این تکنیک فرآیندی زمان‌بر است، زیرا تأثیر نیرو بر سطح به صورت نوری اندازه‌گیری می‌شود، برای مثال با میکروسکوپ، که می‌تواند منبع خطا باشد.

مشابه روش برینل، سطح نمونه باید از قبل آماده شود.

در برخی موارد، اندازه‌گیری اثر سرعت دقیق نیست، زیرا توزیع ناهموار بار آزمایشی هرمی است (بار روی طرف بیشتر از طرف است).

بهتر است یک سختی سنج قابل حمل انتخاب کنیم یا یک سختی سنج رومیزی؟

سختی‌سنج‌های رومیزی، سختی‌سنج‌های سنتی و مرسوم هستند که از روش‌های برینل، راکول یا ویکرز استفاده می‌کنند. این تجهیزات سنگین و حجیم هستند و نیازمند نصب بر روی زمین یا میزهای تست هستند. مزیت اصلی این دستگاه‌ها این است که روش‌های اندازه‌گیری مرسوم را ممکن می‌سازند.
سختی‌سنج‌های قابل حمل، کوچک‌تر و سبک‌تر هستند و فضای کمتری را اشغال می‌کنند. مزیت اصلی آن‌ها این است که کاربر نیازی ندارد که نمونه را بردارد و به آزمایشگاه خود برای انجام تست ببرد. در نتیجه در اکثر موارد سختی‌سنج‌های قابل حمل، کاربردی‌تر هستند.

شرکت تابان کنترل دقیق  در زمینه فروش و تامین تجهیزات اندازه گیری فعالیت دارد، واحد فروش شرکت کنترل دقیق تابان با استفاده از دانش فنی کارشناسان این مجموعه آماده مشاوره و تامین تجهیزات اندازه گیری و آمار مورد نیاز شرکت ها می باشد.