مقدمة: ما هو اختبار صلابة برينل

تعد طريقة برينل واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا والمستخدمة على نطاق واسع لقياس صلابة مجموعة متنوعة من العينات.

تم تسمية هذه الطريقة على اسم JA Brinell الذي كان مخترعها في عام 1900. ومن ثم ، يعد اختبار برينل أقدم طريقة لاختبار الصلابة.

تعتبر أحمال الاختبار المطبقة بموجب هذه الطريقة متغيرة مما يزيد من تنوعها ويجعلها مثالية لأنواع مختلفة من العينات.

يمكن استخدامه بسهولة لقياس قيم الصلابة لجميع أنواع المعادن تقريبًا وأيضًا أنواع المواد الأخرى.

في ظل هذه الطريقة ، يتم استخدام قوة حمل اختبارية تبلغ 3000Kgf وكرة كربيد كروية بقطر 10 ملم كمحرك.

في حالة قياس الصلابة للمعادن والسبائك الأكثر ليونة ، يمكن تقليل قوة حمل الاختبار إلى 500Kgf ويمكن أن يكون قطر الكرة indenter من 5 مم إلى 10 مم.

في أوروبا ، غالبًا ما يستخدم اختبار برينل للتطبيقات الصغيرة حيث يتم استخدام قوة تحميل اختبارية تبلغ 1 كيلوجرام ثقلي وداخلي كروي 1 مم.

يستخدم الاختبار المعلمات الصغيرة في أوروبا وغالبًا ما يُطلق عليه أيضًا اختبارات Baby Brinell هناك.

[ux_featured_products products = "" أعمدة = "4 ″]

لماذا استخدام اختبار صلابة برينل

يعد اختبار الصلابة جزءًا مهمًا من أي شركة هندسية.

يساعد على تحديد السلامة الهيكلية وملاءمة العينة لاستخدامها في تطبيقات محددة.

تمكن الشركات من الاستفادة من أفضل المواد الخام بعد إجراء اختبارات الصلابة والتأكد من ملاءمتها للتطبيق المذكور.

يساعد على تلبية امتثال السلامة الصادر عن حكومة مختلفة أو السلطات ذات الصلة من خلال ضمان تصنيع أفضل جودة للمنتجات.

يوفر اختبار الصلابة أيضًا فكرة جيدة عن الدرجة التي يمكن أن تتعرض لها مادة معينة للمعالجة لاستخدامها في تطبيقات معينة.

 

إجراء اختبار برينل

تُستخدم طريقة برينل لاختبار الصلابة لقياس صلابة العينة التي تكون قاسية جدًا بشكل عام أو بالطبع لا يمكن قياسها بطرق أخرى.

تستخدم هذه الطريقة عمومًا حمولة اختبار أعلى تبلغ 3000 كيلوجرام ثقلي وقطر 10 ملم.

المسافة البادئة التي يتم إجراؤها باستخدام هذه الطريقة تسوي سطح العينة وأي تناقضات أخرى تحت السطح.

يتم تطبيق حمل الاختبار المحدد مسبقًا على إندنتر كروي يتم تثبيته على سطح العينة لفترة زمنية محددة (بشكل عام 10 ثوانٍ) ثم يتم نقله.

يتم بعد ذلك قياس عمق المسافة البادئة التي تم إجراؤها على سطح العينة بهذه العملية باستخدام أدوات بصرية متقدمة عبر قطرين على الأقل.

ثم يتم استخدام مخطط إرشادي لتحويل القطر المتوسط إلى قيمة صلابة برينل المقابلة.

أكثر أحمال الاختبار شيوعًا المستخدمة تصل إلى 3000 كجم للسبائك الحديدية والصلب.

بالنسبة للمعادن الأكثر ليونة ، يتم استخدام اختبار قوة حمل تبلغ 500 كجم.

في بعض الأحيان ، يتم أيضًا استخدام أحمال اختبار منخفضة تصل إلى 1 كجم ، ولكنه أمر نادر في اختبار صلابة برينل.

اختبار صلابة برينل الإلكترونية

أثناء اختبار الصلابة بواسطة طريقة برينل ، يجب قياس عمق المسافة البادئة على العينة بعناية فائقة.

التناقضات في قياسها هي أكبر مصدر للخطأ أثناء قياس الصلابة باستخدام طريقة برينل.

يمكن أن يكون هناك تفاوتات من قبل المشغل في قياس المسافة البادئة التي يمكن أن تؤدي إلى أخطاء في قيم الصلابة.

لمعالجة هذه المشكلة ، تم تطوير نطاقات برينل الضوئية التلقائية التي تستخدم أنظمة بصرية متقدمة لقياس المسافة البادئة.

هذا يساعد على إزالة الخطأ البشري والذاتية بسبب قياسات المشغل ويوحد قياس المسافة البادئة.

هذا يوفر قيم اختبار صلابة أكثر دقة وموثوقية.

ومع ذلك ، فإن استخدام مثل هذه الأنظمة البصرية يزيد أيضًا من التعقيدات والتكاليف المرتبطة باختبار الصلابة باستخدام طريقة برينل.

إذا لم يكن سطح الاختبار مسطحًا أو إذا كان مغطى بمقياس سميك ، فلن تكون قيم الصلابة موثوقة.

الحالات الأخرى التي توفر فيها طريقة اختبار برينل قياسات خاطئة وغير موثوقة هي إذا كان سطح عينة الاختبار رقيقًا جدًا - أقل من 9.6 ملم.

إذا كان سطح العينة صعبًا جدًا - يزيد عن 450 HBS للكرة الفولاذية و 650 HBW للكرة من كربيد التنجستن - عندئذٍ أيضًا ستكون قيم الصلابة غير موثوقة.

يمثل HBS صلابة برينل مع كرة فولاذية ويمثل HBW صلابة برينل مع كرة تنجستن.

يجب أيضًا إكمال قراءة الصلابة من خلال توفير تفاصيل الحمل المطبق وقطر المسافة البادئة.

ومن ثم ، إذا تم تطبيق حمل اختبار يبلغ 3000 كيلوجرام ثقلي على كرة إندينتر بقطر 10 مم ، فيجب أن تكون قراءة الصلابة الكاملة 450 HBS 10/3000.

اختبار صلابة برينل التلقائي بالكامل

مزايا اختبار صلابة برينل

تعد طريقة برينل لاختبار الصلابة واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا لاختبار الصلابة لأنواع مختلفة من المواد.

نناقش أدناه بعض المزايا الرئيسية لاستخدام طريقة اختبار صلابة برينل:

يمكن استخدامه لجميع المعادن

تعد طريقة برينل لاختبار الصلابة أكثر تنوعًا من طريقة روكويل.

تستخدم طريقة اختبار صلابة برينل عمومًا إما كرة فولاذية بقطر محدد لعمل علامات المسافة البادئة على سطح العينة.

نتيجة لذلك ، فإن طريقة اختبار صلابة برينل مثالية لاختبار صلابة مجموعة متنوعة من المواد.

يمكن استخدامه لقياس صلابة جميع أنواع المعادن تقريبًا.

نظرًا لأن الطرق الأخرى تستخدم حمل اختبار ثابتًا وحجمًا داخليًا ، فهي غير مناسبة لاختبار صلابة مواد العينات الأكثر نعومة أو هشاشة.

ومع ذلك ، فإن ميزة طريقة برينل لاختبار الصلابة هي أنه يمكن تغيير كل من حجم الحمولة وحجم الكرة إندينتر ، مما يجعلها مثالية لاختبار العينات الأخرى الأكثر حساسية وهشة أيضًا.

تزودك طريقة برينل بمساحة اختبار أوسع تساعد في حساب متوسط قياسات الصلابة.

هذه طريقة أكثر دقة لقياس صلابة العينات وتوفر أيضًا تقديرًا أكثر موثوقية لكيفية تفاعل العينة مع التشوهات في العالم الحقيقي.

 

دقيقة من طريقة روكويل

نتائج طريقة اختبار صلابة برينل أكثر دقة وموثوقية من طريقة روكويل.

تقيس طريقة Rockwell عمق المسافة البادئة على سطح العينة دون استخدام معدات بصرية متطورة ، مما يجعلها عرضة للأخطاء.

يمكن أن يؤدي تأثير المشغل إلى نتائج اختبار متفاوتة إلى حد كبير.

تقيس طريقة برينل لاختبار الصلابة أيضًا عمق المسافة البادئة الذي تم إجراؤه على سطح العينة بواسطة indenter الكروي ، ولكنها توفر دقة وتمثيلًا جيدًا باستخدام طريقة روكويل.

يتم دراسة وتحليل عمق المسافة البادئة باستخدام معدات بصرية متطورة توفر قيمة صلابة أفضل ودقيقة مقارنة بطريقة Rockwell.

لا تتأثر هذه الطريقة بالبقع اللينة على سطح العينة.

حتى إذا كان سطح العينة خشنًا ، فإن طريقة برينل لاختبار الصلابة يمكن أن توفر لك قياس صلابة أكثر دقة وموثوقية مقارنة بالطرق الأخرى.

برج آلي منخفض التحميل شاشة رقمية برينل تستر صلابة 

النتائج قوة مستقلة

نتائج طريقة اختبار صلابة برينل مستقلة عن القوة المطبقة حيث يمكن تعديل القوة لأنواع عينات مختلفة وهذا لن يؤثر على قراءات الصلابة.

هذا يرجع إلى حقيقة أن طريقة برينل تستخدم إندنتر كروي لاختبار صلابة العينات.

توزع الكرة الضغط بشكل موحد على طول سطحها وهذا ليس هو الحال عند استخدام النقاط والمسافات البادئة المخروطية في طرق أخرى.

نظرًا لأن النتائج مستقلة عن القوة ، فإن طريقة اختبار صلابة برينل هي طريقة أكثر دقة وموثوقية لاختبار الصلابة لأنواع مختلفة من العينات.

وفقًا لطريقة برينل ، طالما أن العلاقة بين القوة المطبقة وحجم الكرة الكروية إندينتر تظل ثابتة ، فإن نتائج قيم الصلابة الناتجة عن هذه الطريقة ستظل مستقلة عن القوة المطبقة.

 

 حدود اختبار صلابة برينل

على الرغم من وجود العديد من المزايا ، فإن طريقة برينل لاختبار الصلابة تأتي أيضًا مع قيود قليلة.

يجب قياس عمق المسافة البادئة على سطح العينة بدقة وفقًا لهذه الطريقة.

حتى الانحراف البسيط في القياس يمكن أن يؤدي إلى خطأ كبير في قياس قيمة صلابة العينة.

يتم قياس قيم الصلابة باستخدام المعدات البصرية لتقييم عمق المسافة البادئة على سطح العينة.

نتيجة لذلك ، يجب تحضير سطح العينة مسبقًا قبل إجراء اختبار برينل.

أي شكل من أشكال العيوب على سطح العينة مثل الأوساخ والخشونة وما إلى ذلك.

سيوفر قيم اختبار صلابة خاطئة وغير موثوقة.

نظرًا لأن المعدات البصرية الأكثر تقدمًا وتطورًا مطلوبة لقياس قيم الصلابة في هذه الطريقة ، فإن طريقة برينل أكثر تكلفة مقارنة بطريقة روكويل.

يجب تحضير سطح العينة قبل إجراء اختبار برينل ، وبالتالي ، فإن طريقة برينل لاختبار الصلابة تستغرق وقتًا طويلاً وليست مثالية للاختبار بالجملة.

يستغرق الأمر أكثر من 30-60 ثانية لقياس صلابة العينة وهذا لا يشمل الوقت اللازم لإعداد العينة.

اختبار برينل مناسب فقط لاختبار صلابة الأسطح المسطحة.

إذا لم يكن السطح مسطحًا ، فمن الصعب جدًا استخدام هذه الطريقة.

[أعمدة ux_latest_products = ”4 ″]

احتياطات عامة أثناء اختبار صلابة برينل

يجب أن تكون هناك بعض الاحتياطات التي يجب اتباعها بعناية للتأكد من أن قيمة الصلابة المشتقة من اختبار برينل دقيقة وموثوقة.

الاحتياط الأول الذي يجب ضمانه هو أن عينة الاختبار يجب أن تكون على الأقل 8-10 أضعاف عمق المسافة البادئة المخطط لها على سطحها.

سيؤدي ذلك إلى تجنب أي تشوهات تمتد إلى السطح المقابل لعينة الاختبار.

بعد إجراء الاختبار ، يجب ألا يكون هناك تشوه على السطح المقابل للمكان الذي تم فيه عمل المسافة البادئة في الأصل.

يجب أن يكون سطح العينة أملسًا وخاليًا من أي نوع من العيوب.

يجب أن يكون سطح العينة خاليًا من أي نوع من الأوساخ والتلوث والمواد الغريبة والجسيمات وما إلى ذلك لتوفير قيم صلابة موثوقة ومقبولة.

عند الاختبار ، يجب أيضًا الحرص على عدم عمل المسافة البادئة على حافة سطح العينة.اختبار صلابة برينل الإلكترونية

يجب أن تكون مسافة المسافة البادئة أكبر 2.5 مرة على الأقل من قطر المسافة البادئة.

هذا يساعد على تجنب التركيز غير الضروري للضغط.

يجب أن يكون التباعد بين المسافة البادئة 3 أضعاف قطر المسافة البادئة على الأقل.

إذا تم إجراء مسافات بادئة متتالية على سطح العينة الذي تم تجميعه بشكل وثيق جدًا ، فقد يوفر قراءات أعلى من قراءات الصلابة الفعلية بسبب تصلب العمل لسطح العينة.

لا ينبغي تطبيق حمل الاختبار بسرعة في اختبار برينل لأنه قد يقلل من تدفق البلاستيك لمادة مما ينتج عنه تأثير على حجم المسافة البادئة.

يجب أن يكون سطح العينة دائمًا عموديًا على المسافة البادئة.

هذا يضمن المسافات البادئة المناسبة والمرئية على سطح العينة.

إذا لم يكن indenter عموديًا على سطح العينة وكان هناك انحراف للعينة ، فإن قيم الصلابة المشتقة ستكون غير موثوقة وعرضة للخطأ.

يمكنك استخدام السندان للحفاظ على سطح العينة آمنًا ومحكمًا في مكانه بينما ينزل الجزء السفلي عليه بشكل عمودي.

يجب أن تكون بيئة الاختبار وسطح العينة خالية من أي نوع من الأوساخ والتلوث.

يجب أن يتبع موظفو الاختبار بعناية إجراءات التشغيل لقياس صلابة العينة.

إذا لم يتم استخدام جهاز اختبار الصلابة بشكل كافٍ في الماضي ، فيجب اختباره عدة مرات قبل استخدامه للاختبار.

يجب أن يظل جهاز اختبار الصلابة نظيفًا وفي حالة عمل جيدة لتوفير قراءات صلابة دقيقة.

يمكن أيضًا طلاء إندينتر بزيت مضاد للصدأ أو زيوت التشحيم لمنعه من الصدأ والتآكل.

قيمة صلابة برينل تعتمد على مساحة السطح للمسافة البادئة على سطح العينة.

قد توفر المسافة البادئة في طريقة برينل خصائص مختلفة تحتاج إلى دراستها وتحليلها بعناية للحصول على نتائج دقيقة.

عندما يكون indenter تحت قوة حمل الاختبار ويضغط على العينة ، فإنه سيحدث عددًا كبيرًا من التشوهات تحت indenter.

ينتفخ السطح بالقرب من المسافة البادئة قليلاً بسبب حجم المعدن الذي تم إزاحته بواسطة المسافة البادئة.

في حالة ظهور انطباعات نوع الحواف ، سيكون قطر المسافة البادئة أكبر من القيمة الفعلية للمسافة البادئة وفي انطباعات النوع الغاطس ، سيكون قطر المسافة البادئة أقل من القيمة الفعلية للمسافة البادئة.

 

arالعربية