الكشف عن صلابة المعادن
الصلابة هي مؤشر أداء مهم لقياس صلابة وصلابة المواد المعدنية. إنه يشير إلى قدرة المادة على مقاومة الأجسام الصلبة الضغط محليًا في سطحها. يعكس عمومًا قدرة التشوه البلاستيكي أو المسافة البادئة أو الخدوش. بشكل عام ، كلما ارتفعت الصلابة ، كلما كانت مقاومة التآكل أفضل.
وفقا لطريقة الاختبار ، تنقسم صلابة إلى ثلاثة أنواع.:صلابة الخدش ، صلابة الضغط ، صلابة الارتداد:
صلابة الخدش: يتم استخدامه بشكل أساسي لمقارنة نعومة وصلابة المواد المختلفة. تتمثل الطريقة في اختيار قضيب ذو نعومة مختلفة وصلابة في كلا الطرفين ، وخدش المواد التي يتم قياسها على طول القضيب ، وتحديد نعومة وصلابة المادة التي يتم قياسها وفقًا لموقع الخدوش. من الناحية النوعية ، تكون الخدوش التي ترسمها المواد الصلبة طويلة ، في حين أن الخدوش التي ترسمها المواد الناعمة قصيرة.
اضغط على صلابة: قدرة سطح المادة على مقاومة تشوه البلاستيك الناجم عن كائن آخر عند الضغط عليه,يتم الضغط على البند المحدد في المادة المراد قياسها بحمل معين ، ويتم مقارنة نعومة وصلابة المادة المراد قياسها مع حجم تشوه البلاستيك المحلي على سطح المادة. بسبب رأس المسافة البادئة المختلفة ، الحمل وحمل مدة.
صلابة الارتداد: يتم تحديد صلابة المادة من خلال التأثير على العينة على ارتفاع معين برأس مطرقة لكتلة معينة وقياس ارتفاع الارتداد لسطح المادة.
وتشمل مؤشرات الصلابة الشائعة الاستخدام برينيل صلابة ، صلابة روكويل ، صلابة فيكرز. كل منهم هي صلابة الضغط. تشير قيمة الصلابة إلى قدرة سطح المادة على مقاومة تشوه البلاستيك الناجم عن كائن آخر عند الضغط عليه.
- برينيل صلابة
مخطط تخطيطي برينيل صلابةبرينيل صلابة التخطيطي
مبدأ قياس صلابة برينيل: باستخدام القطردكرة فولاذية مغمورة أو كرة كربيد مدونة مع قوة اختبار مقابلةواضغط على سطح المادة ، وإزالة قوة الاختبار بعد وقت الاحتفاظ المحدد ، وقياس متوسط قطر المسافة البادئة المتبقية مع مجهر القراءة.د، يتم تمثيل قيمة الصلابة بالضغط الذي تمارسه على مساحة السطح العمودي للمسافة البادئة للتاج الكروي. يمكن قياس القياسات الفعليةدبعد فحص القيمة ، يمكن الحصول على قيمة الصلابة أو حسابها (انظر صيغة الحساب أدناه ، الصيغة منASTM E10). الرموز الشائعة لصلابة برينيلHBأوHBWيعبر.
خصائص صلابة برينيل:
المزايا: قيمة القياس مستقرة ودقيقة ويمكن أن تعكس متوسط صلابة المادة بشكل أكثر واقعية ؛
العيوب: المسافة البادئة الكبيرة ، والتشغيل البطيء ، وغير مناسبة للأجزاء المنتشرة والرقيقة ذات الإنتاج الضخم ؛
نطاق قياس صلابة Brinell: يستخدم لقياس صلابة المواد الخام والمنتجات شبه المنقولة ، ويمكن استخدامه لقياس الحديد الزهر ؛ المعادن غير الحديدية (المعادن غير الحديدية) ، الفولاذ مع صلابة أقل (مثل الصلب ، الطبيعية ، الفولاذ المقسى).
- صلابة روكويل
مبدأ قياس صلابة روكويل:
لوورسم تخطيطي للصلابةروكويل صلابة التخطيطي
حدد Indenter المناسب (Diamond Ball Cone Indenter أوكربيد التنغستنالكرة) والتحميل.ضع الرأسضغطيدخليتم استخدام العمق الذي تركه خلف سطح العينة لتحديد قيمة صلابة المادة ، وتتم تقسيم قوة الاختبار إلى مستويين (قوة الاختبار الأولى)و0وقوة الاختبار الرئيسيةو1) اضغط في سطح العينة. بعد تحميل قوة الاختبار الأولية ، يتم قياس عمق المسافة البادئة الأولي. ثم يتم تطبيق قوة الاختبار الرئيسية ويتم قياس عمق المسافة البادئة النهائية عند الحفاظ على قوة الاختبار الأولية بعد إزالة قوة الاختبار الرئيسية..
ينقسم اختبار Rockwell عمومًا إلى فئتين:اختبار صلابة روكويل واختبار صلابة روكويل السطحي. يكمن الفرق الواضح بين التصنيفات التجريبية في الفرق في القوى التجريبية المستخدمة. لاختبار صلابة روكويل ، قوة الاختبار الأولية هي10kgf (98n)، إجمالي قوة الاختبار60kgf (589n)و100 كجم (981n)و150 كجم (1471N). لاختبار صلابة السطح Rockwell ، قوة الاختبار الأولية هي3kgf (29n)، إجمالي قوة الاختبار15kgf (147n)و30 كيلوغراحات (294n)و45 كجم (441N).
تعتمد صلابة Rockwell على الفرق بين عمق المسافة البادئة النهائية وعمق المسافة البادئة الأوليhوالثوابتنوقمحسوب،صيغة:الموارد البشرية = ن-H/s
ن--قيمة مستمرة وماس دنيم100، قيمة رأس الكرة130
ح - -إزالة قوة الاختبار الرئيسية ، عمق بقايا المسافة البادئة تحت قوة الاختبار الأولية
S--اختبار صلابة روكويلاحصل على القيمة0.002واختبار صلابة السطح روكويلاحصل على القيمة0.001
كلما كان عمق المسافة البادئة للمادة ، كلما زاد صلابة روكويل. على العكس من ذلك ، انخفض صلابة روكويل.
هناك ثلاثة صلابة روكويل شائعة الاستخدام:HRA ، HRBوHRC، من بينهاHRCالأكثر استخداما على نطاق واسع.
صلابة روكويلسمات:
المزايا: إنها سريعة وسهلة التشغيل ، ويمكن قراءة قيمة الصلابة مباشرة من الاتصال الهاتفي. بسبب ضغط الهواء الصغير،لذايمكن تكرار صلابة العمل الأرق.
العيوب: الدقة سيئة وتتقلب قيمة الصلابة بشكل كبير. عادة ، يجب قياسه عدة مرات في أجزاء مختلفة من العينة ، والقيمة المتوسطة هي قيمة صلابة المادة.
- فيكرز صلابة
البعدرسم تخطيطي للصلابةفيكرزL صدة التخطيطي
صلابة فيكرز (رمزHV) ، على غرار صلابة برينيل. زاوية السطح المعاكس136 درجةالماس الرباعي الهرمي الهرم indenter ، مع قوة اختبار محددةواضغط على سطح العينة ، وقم بإزالة قوة الاختبار بعد الحفاظ على الوقت المحدد ، وقياس الطول القطري للمسافة البادئة على سطح العينة. يتم تمثيل قيمة الصلابة بمتوسط الضغط الذي تمارسه كل مساحة سطح وحدة من المسافة البادئة الرباعية الإيجابية.
HV =ثابت×قوة الاختبار/مساحة سطح المسافة البادئة≈0.1891 f／د2
أين:HV-رمز صلابة فيكرز.و-قوة الاختبار ،ن؛د-خطان قطريان من المسافة البادئةد1ود2متوسط الحسابمم؛
خصائص اختبار صلابة فيكرز:
ميزة:((1)المسافة البادئة من اختبار صلابة فيكرز مربعة في الرباعي ، مع ملف تعريف واضح وقياس أكثر دقة. لذلك ، يعد اختبار صلابة Vickers هو الأكثر دقة بين طرق اختبار الصلابة الشائعة الاستخدام ، كما أن تكراره جيدًا جدًا ، وهو أفضل من اختبار صلابة Brinell.
- نطاق قياس اختبار صلابة Vickers واسع ، ويمكن قياس جميع المواد المعدنية تقريبًا في هذه الصناعة ، من مواد ناعمة جدًا (عدة وحدات صلابة فيكرز) إلى مواد صلبة للغاية (3000يمكن قياس جميع وحدات صلابة فيكرز.
- أكبر ميزة لاختبار صلابة فيكرز هي أن قيمة صلابةها مستقلة عن حجم قوة الاختبار. بالنسبة للمواد ذات الصلابة الموحدة ، يمكن اختيار قوة الاختبار حسب الرغبة ، ولن تتغير قيمة صلابةها. هذا يعادل وجود مقياس موحد على نطاق واسع جدًا من الصلابة. بالمقارنة ، فهو متفوق على اختبار صلابة روكويل.
- في نطاق قيم الصلابة المتوسطة والمنخفضة ، على نفس المادة الموحدة ، سيحصل اختبار صلابة Vickers ونتائج اختبار صلابة Brinell على قيم الصلابة تقريبًا.
- يمكن أن تكون اختبار صلابة Vickers صغيرًا مثل10gf، المسافة البادئة صغيرة جدًا ، وهي مناسبة جدًا لاختبار الأوراق الرقيقة والمواد الأسلاك الرقيقة.
العيوب: كفاءة اختبار صلابة فيكرز منخفضة ، تتطلب تقنية اختبار عالية ، وتتطلب الانتهاء من السطح العالي للعينة. عادة ما يتطلب عينة خاصة ، وهي مزعجة وتستغرق وقتًا طويلاً للعمل.
العديد من طرق اللحام شائعة الاستخدام لأنابيب اللحام الصلب
هيكل معدني شائع للصلب
