اختبار صلابة روكويل هو الطريقة الأكثر استخدامًا لتقييم صلابة العينات. بموجب هذه الطريقة ، يتم قياس صلابة العينة عن طريق تقييم عمق المسافة البادئة التي قام بها indenter تحت حمل الاختبار على سطح العينة.

الصلابة هي مقاومة المادة عند تعرضها للتشوهات تحت أحمال الاختبار. يتم تعريفه على أنه مقاومة المسافة البادئة ويتم تحديده عن طريق قياس عمق المسافة البادئة على سطح العينة.

مقدمة: اختبار صلابة روكويل

عندما يعمل indenter على سطح عينة تحت حمولة ثابتة ، كلما كانت المسافة البادئة أصغر ، كانت المادة أصعب. يعد اختبار الصلابة جزءًا مهمًا من معظم الصناعات الهندسية والتقنية.

إنه يساعد على تحديد قوة المواد وسلامتها الهيكلية ومدى ملاءمتها لتطبيق معين. يجب أن تمر المادة باختبارات معينة حتى يتم اعتبارها آمنة للاستخدام في تطبيقات محددة. تعتبر المواد التي تخضع لاختبار الصلابة مناسبة للاستخدام في تطبيقات محددة.

[ux_custom_products cat = "منتجات Rockwell-hardness-tester" = "" أعمدة = "4 ″]

يساعد اختبار الصلابة أيضًا على ضمان الامتثال لمعايير السلامة التي تحددها السلطات المختصة. كما يضمن أيضًا أن يكون المنتج النهائي المصنَّع من أعلى مستويات الجودة ويلبي معايير السلامة المحددة.

اختبار صلابة روكويل هو طريقة لتحديد الصلابة النسبية للمادة.

 

طريقة الاختبار هذه هي الأكثر بساطة بين جميع الطرق الأخرى ولا تستخدم أي معدات وأنظمة بصرية مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة أيضًا.

تنتج طريقة Rockwell أيضًا أسرع النتائج حيث لا توجد أدوات بصرية متضمنة ولا يحتاج سطح العينة إلى العمل عليه وإعداده قبل اختبار صلابته.

تتميز طريقة Rockwell لاختبار الصلابة بميزة إضافية أخرى وهي أنها غير مدمرة ، مما يعني أن العينة لم يتم تدميرها أثناء عملية الاختبار ويمكن استخدامها لأغراض أخرى بعد اكتمال اختبار الصلابة.

طريقة اختبار صلابة روكويل لها عيوب قليلة أيضًا.

إنها ليست دقيقة مثل الطرق الأخرى حيث يتم تحديد قيمة الصلابة من عمق المسافة البادئة ولا تتضمن معدات بصرية متقدمة لقياس الصلابة.

يجب قياس عمق المسافة البادئة الذي تم إجراؤه بواسطة المسافة البادئة على سطح العينة بعناية فائقة وفقًا لهذه الطريقة ، حيث يمكن أن يؤدي حتى الانحراف الصغير في القياس إلى قيم صلابة خاطئة.

تتأثر القراءات في هذه الطريقة أيضًا بأي عيوب على سطح العينة مثل الأوساخ والتلوث وبيئة الاختبار.

إن إندينتر هو أيضًا ملحق مهم جدًا في اختبار صلابة روكويل. يمكن أن يعطي الشخص المتهالك قيم صلابة خاطئة وغير موثوقة.

قياس الصلابة باستخدام اختبار صلابة روكويل

تستخدم طريقة Rockwell لاختبار الصلابة عمق المسافة البادئة التي قدمها indenter على سطح العينة. يتم قياس عمق المسافة البادئة بعد تطبيق حمولة صغيرة وحمل كبير.

يمكن أن يكون إندينتر المستخدم في هذه الطريقة إما كرة تنجستن كربيد بقطر معين أو مخروط كروي مائل من الماس بزاوية 120 درجة ونصف قطر طرف 0.2 مم ، والذي يُعرف باسم المسافة البادئة الشجاعة.

في طريقة Rockwell لاختبار الصلابة ، يتحرك indenter لأسفل على سطح العينة عند تطبيق حمل الاختبار. يتم تطبيق حمل بسيط ويتم إنشاء موضع المرجع الصفري.

ويتبع ذلك تطبيق حمل كبير لفترة زمنية معينة تُعرف باسم زمن السكون بعد الصفر.

يتم تطبيق الحمل الرئيسي للسماح باستعادة مرنة. ثم يتم تحرير الحمولة الرئيسية مع ترك الحمل الصغير مطبقًا في نفس الوقت.5-3000HV اختبار صلابة فيكرز شاشة تعمل باللمس التلقائي برج

 

يتم تحديد قيمة صلابة روكويل من الفرق في قياسات خط الأساس والعمق النهائي. ثم يتم تحويل المسافة إلى رقم صلابة.

يمكن أن تتراوح أحمال الاختبار الأولية المستخدمة من 3 كجم إلى 10 كجم. يمكن أن تتراوح أحمال الاختبار الإجمالية بين 15 كجم إلى 150 كجم. هناك العديد من الاعتبارات التي يجب تقييمها قبل اختيار مقياس روكويل.

بشكل عام ، يجب تحديد المقياس الذي يحدد أكبر حمل وأكبر مسافة بادئة دون التأثير على شروط الاختبار المحددة أو تجاوزها ومحاسبة الظروف التي قد تغير نتائج الاختبار.

أثناء الاختبار ، من المهم التأكد من أن محور الاختبار يقع في حدود درجتين من العمودي من أجل التحميل الدقيق. يجب ألا يكون هناك أي انحراف في سطح العينة بسبب الأوساخ أو أي تلوث آخر.

يجب على indenter أيضًا ألا ينحرف أثناء تطبيق حمل الاختبار لأي أسباب.

يجب أن يظل سطح العينة نظيفًا تمامًا وخاليًا من أي عيوب قبل استخدام طريقة Rockwell لاختبار الصلابة.

كانت هناك تطورات تكنولوجية في هذا المجال أدت إلى اختبارات صلابة محسنة ودقيقة. تسمح أحدث التقنيات بمستوى عالٍ من إمكانية تكرار نقطة الاختبار للحصول على نتائج أفضل.

تسمح أداة indenter المثبتة على الأنف بالوصول إلى نقاط الاختبار المختلفة وإمكانية رؤيتها مما يعني أنه لا توجد حاجة لتقسيم عينات الاختبار التي تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة.

يساعد هذا أيضًا في خفض تكلفة الاختبار. يمكن أن يصبح اختبار صلابة الصفائح المعدنية أمرًا صعبًا باستخدام طريقة Rockwell.

يمكن أن تكون الصفائح المعدنية رقيقة ولينة جدًا للاختبار باستخدام هذه الطريقة وقد لا تتجاوز الحد الأدنى لمتطلبات السماكة التي قد تؤدي أيضًا إلى إتلاف سندان الاختبار. في مثل هذه الحالات ، يمكن استخدام سندان اختبار الماس لتوفير تأثير ثابت على النتائج.

مقاييس روكويل

يتم التعبير عن قيمة صلابة روكويل كمجموعة من رقم الصلابة ورمز مقياس يمثل المسافة البادئة وأحمال الاختبار الصغيرة والكبيرة.

يتم تمثيل رقم الصلابة بالرمز HR وتعيين المقياس. هناك ما يقرب من 30 مقياس روكويل مختلف.شاشة تعمل باللمس التلقائي برج العرض الرقمي اختبار صلابة فيكرز منخفضة التحميل

تتم تغطية معظم التطبيقات بواسطة مقاييس Rockwell C و B لاختبار عينات من أنواع مختلفة. ومع ذلك ، إذا كانت عينة الاختبار مختلفة عن المعادن الحديدية والنحاس والمعادن الأخرى ، فيجب اختيار مقياس Rockwell بعناية.

نوع إندينتر مهم أيضًا. يكون الاختيار عمومًا بين المسافة البادئة الماسية والمسافات البادئة الكروية الفولاذية بأقطار مختلفة.

 

إذا كانت عينة الاختبار تنتمي إلى مجموعات معدنية ناعمة مثل سبائك النحاس والفولاذ اللين وسبائك الألومنيوم وما إلى ذلك ، يتم استخدام كرة فولاذية قطرها 1/16 بوصة مقترنة بحمل اختبار 100 كجم ويتم تمثيل الصلابة على أنها B على المقياس.

لاختبار المعادن الأكثر صلابة ، يتم استخدام مسافة بادئة ذات رأس ماسي والتي تميل بزاوية 120 درجة ويتم تطبيق حمولة اختبار تبلغ 150 كجم ويتم التعبير عن الصلابة على أنها C على مقياس روكويل.

يُعرف المقياسان B و C أيضًا بالمقاييس الشائعة وفقًا لطريقة Rockwell.

سيكون لقراءة صلابة Rockwell قيمة صلابة متبوعة بـ HR (Hardness Rockwell) وحرف التحجيم. ومن ثم ، فإن قراءة 60 HRB تعني أن العينة لديها قراءة صلابة تبلغ 60 على مقياس B.

العوامل المؤثرة في اختيار موازين روكويل

الاعتبار الأول لاختبار Rockwell هو تحديد المقياس المناسب للاختبار. هناك أنواع مختلفة من المواد التي تتطلب مقاييس روكويل مختلفة لاختبار الصلابة.

كما تمت مناقشته بالفعل ، فإن المقياسين B و C هما الأكثر شيوعًا في طريقة Rockwell وهما يغطيان معظم الأنواع المختلفة لعينات الاختبار.

ومع ذلك ، هناك العديد من المقاييس الأخرى بالإضافة إلى المقياسين B و C ويجب استخدامها اعتمادًا على نوع المادة المراد اختبارها.شاشة تعمل باللمس التلقائي برج العرض الرقمي اختبار صلابة فيكرز منخفضة التحميل

نوع إندينتر الذي سيتم استخدامه هو أيضًا اعتبار مهم لاختبار صلابة روكويل.

قبل البدء في عملية اختبار الصلابة ، إذا كان هناك أي شك حول اختيار مقياس روكويل المناسب ، فيجب تحليل العوامل التالية التي تؤثر على اختيار المقياس بالتفصيل:

نوع المادة

إذا لم يتوفر مقياس الصلابة المحدد ، فيجب تحديد نوع المادة المراد اختبارها ويجب مقارنتها بجداول مختلفة تسرد أفضل المقاييس الموصى بها لاختبار تلك المادة المعينة.

تستند هذه الجداول بشكل عام إلى معلومات الاختبار التجريبي والبيانات التاريخية.

بشكل عام ، يعد استخدام أثقل حمل يمكن أن تتحمله مادة العينة هو الخيار الأفضل.

وذلك لأن المسافة البادئة الأكبر التي يتم إجراؤها على سطح العينة ستوفر أكبر قدر من التكامل وستكون أقل تأثرًا بحالة سطح الاختبار.

 

من المهم ملاحظة أن معرفة المواد المراد اختبارها تلعب دورًا حاسمًا في اختيار المقياس المثالي ، ولكنها ليست المعيار الوحيد للقيام بذلك ، وهناك عوامل أخرى تلعب دورًا في تحديد المقياس الأفضل.

سمك المادة

يؤثر سمك المادة أيضًا على المقياس الذي سيتم استخدامه. سوف تتأثر القوة أو الحمل المفرط بالنسبة لسمك المادة بواسطة سندان الدعم.جهاز اختبار صلابة روكويل للعرض الرقمي للسطح 20 ~ 100HRB

كقاعدة عامة ، يجب أن تكون المادة المراد اختبارها على الأقل 10 أضعاف عمق المسافة البادئة التي تم إجراؤها أثناء استخدام المسافة البادئة الماسية و 15 مرة على الأقل من عمق المسافة البادئة عند استخدام المسافة البادئة للكرة الفولاذية.

إذا لزم الأمر ، يمكن حساب عمق المسافة البادئة لتأكيد استيفاء هذه المتطلبات. أيضًا ، يجب ألا يكون هناك تشوه واضح على السطح الداعم لمادة العينة.

الدعم

الدعم هو عامل رئيسي في اختبار صلابة روكويل. يجب ألا ينحرف سطح العينة أو يتحرك أثناء الاختبار.

يمكن أن تؤدي حركة طفيفة قدرها 0.001 بوصة من العينة إلى اختلاف 10 نقاط روكويل في القراءات النهائية. يجب اختيار السندان لمطابقة هندسة العينة وتزويدها بالدعم الكامل لإبقائها آمنة أثناء اختبار الصلابة.

يجب أن يكون الكتف الداعم والسطح الذي توضع عليه العينة موازيين لبعضهما البعض. من الأهمية بمكان أن يضمن السندان عمودي العينة على الجزء الداخلي.

عمودية

للحصول على نتائج اختبار صلابة دقيقة وموثوقة ، من المهم جدًا أن يتم تقديم سطح العينة بشكل عمودي على الجزء الداخلي ويجب ألا يتحرك سطح العينة أو ينحرف على الإطلاق.

تشير التقديرات إلى أن زاوية الميل بمقدار درجة واحدة بين سطح العينة والمسافة البادئة يمكن أن تسبب خطأ 5% في الصلابة.

لضمان قراءات دقيقة ومقبولة ، يجب ألا تزيد زاوية الميل أبدًا عن درجتين في أي حالة.

تتأثر أيضًا عمودي indenter على سطح العينة بدعم سندان ، والأسطح المتعارضة للمادة ، والمكونات الميكانيكية للاختبار ، إلخ.

قراءات المسافات البادئة

من أجل الحصول على قيم اختبار صلابة موثوقة ، يجب الحفاظ على التباعد بين المسافات البادئة ومن حافة المادة بشكل صحيح. القراءة المباشرة للعرض الرقمي اختبار صلابة برينل

هذا يساعد على منع أي مسافات بادئة مجاورة أو حافة العمل من التأثير على قراءات الاختبار.

 

يجب أن تكون المسافة من مركز المسافة البادئة ثلاثة أضعاف قطر المسافة البادئة على الأقل.

يجب أن تكون المسافة من مركز المسافة البادئة إلى حافة العينة 2.5 مرة على الأقل من قطر المسافة البادئة.

عوامل التصحيح والاختبار الأسطواني

ستُظهر أسطح العينات الأسطوانية قيمة صلابة أقل مقارنةً بالأسطح المسطحة بسبب الانحناء.

يتميز السطح الأسطواني بتخفيض الدعم الجانبي مما يعني أن السطح البادئي سوف يخترقه أكثر مقارنة بسطح العينة المسطح.

هذا يعطي نتائج أقل صلابة لأسطح العينات الأسطوانية.

إذا كان قطر السطح الأسطواني المراد اختباره أقل من 1 بوصة ، فيجب مراعاة عوامل التصحيح وإضافتها إلى نتائج الاختبار النهائية لضمان قيم اختبار صلابة موثوقة ودقيقة.

ستضيف معظم أجهزة اختبار صلابة Rockwell الرقمية عامل التصحيح هذا إلى نتائج الاختبار النهائية تلقائيًا.

صقل الأسطح

يجب أن يكون سطح العينة المراد اختباره خاليًا من أي عيوب.

للحصول على أفضل النتائج ، يجب أن يكون سطح الاختبار أملسًا ونظيفًا. عندما يصبح حمل الاختبار أخف ، يلعب سطح العينة دورًا مهمًا في اختبار الصلابة.

في ظل هذه الظروف التي يكون فيها حمل الاختبار حوالي 15 كجم ، يجب أن يكون سطح العينة سلسًا للحصول على نتائج اختبار موثوقة. [ux_featured_products products = "" أعمدة = "4 ″]

 

يجب توخي الحذر المناسب قبل العمل على السطح وإنهائه قبل الاختبار لتجنب فرص التسبب في حالة تصلب العمل للعينة.

نظافة مادة العينة التي يتم اختبارها ، والمسافات البادئة ، والسندان الداعمة وأي أسطح تلامس أخرى تصبح أيضًا عوامل مهمة للحصول على نتائج اختبار صلابة دقيقة.

arالعربية