ما هو اختبار الصلابة؟

اختبار الصلابة هو طريقة لتحديد صلابة أي مادة.

يتم تعريف صلابة المادة على أنها قدرتها على مقاومة التشوه أو المسافة البادئة تحت القوة المطبقة. يعد اختبار الصلابة خطوة مهمة في الصناعات الهندسية حيث يساعد على فهم مدى ملاءمة المواد لتطبيقات محددة.

يساعد على إنتاج أفضل المنتجات ذات الجودة التي تلبي معايير وأنظمة السلامة المحددة.

كيف تختار اختبار الصلابة؟

يعد اختيار طريقة اختبار الصلابة المثالية أمرًا مهمًا للحصول على قيم اختبار صلابة دقيقة وموثوقة. نناقش أدناه بعض العوامل الرئيسية التي تحدد نوع طريقة اختبار الصلابة:

نطاق صلابة العينة

يحدد نطاق الصلابة للعينة التي يتم قياس الصلابة من أجلها طريقة اختبار الصلابة. إذا كانت صلابة العينة أكثر من 650 HB / 30 ، فيجب استخدام الماس indenter لاختبار الصلابة.

لا يمكن استخدام الماس إندينتر تحت طريقة برينل ؛ ومن ثم فإن الطريقة غير مناسبة لقياس صلابة هذه العينة.

من ناحية أخرى ، تسمح طريقة روكويل باستخدام مخروط إنديتر ذي رأس ماسي. تستخدم طريقة فيكرز إندينتر الماس فقط ويمكن استخدامها لقياس صلابة أي نوع من العينات.

[أعمدة ux_latest_products = ”4 ″]

اختبار الأحمال

يعتبر حمل الاختبار أيضًا عاملاً مهمًا لتحديد طريقة اختبار الصلابة.

إذا تم تطبيق أحمال اختبار أعلى ، فيجب استخدام طرق اختبار الصلادة الدقيقة مثل اختبار Rockwell و Brinell. إذا دعت الحاجة إلى استخدام أحمال اختبار أصغر ، فيجب استخدام طرق اختبار الصلادة الدقيقة مثل اختبارات Vickers و Knoop.

حجم العينة

كلما كان حجم العينة أصغر ، كان حمل الاختبار المطلوب لقياس الصلابة أخف.

يجب قياس اختبار الصلابة للعينات صغيرة الحجم أو العينات الرقيقة جدًا باستخدام طرق اختبار الصلادة الدقيقة مثل اختبارات Vickers أو Knoop.

عند اختبار صلابة العينات الأصغر ، يصبح من المهم للغاية ضمان الحد الأدنى من معايير السماكة للحصول على قيم صلابة موثوقة.

شاشة تعمل باللمس التلقائي برج العرض الرقمي اختبار الصلادة الدقيقة

 

يجب أيضًا تثبيت العينة باستخدام سندان للحصول على قراءات صلابة دقيقة.

كلفة

يمكن اختيار طريقة اختبار الصلابة بناءً على ميزانيتك أيضًا.

تعتبر طرق اختبار صلابة برينل وروكويل طريقة أساسية وفعالة من حيث التكلفة لاختبار صلابة العينات. تتطلب طريقة فيكرز مزيدًا من الوقت والتكلفة حيث يجب تحضير سطح العينة قبل الاختبار.

كما يتطلب أنظمة بصرية متطورة وحديثة لقياس عمق المسافة البادئة على سطح العينة لتحديد قيم الصلابة.

هذا يجعل طريقة فيكرز أكثر تكلفة من طرق اختبار الصلابة الأخرى.

كيف يكون قياس الصلابة أكثر ملاءمة من اختبار الشد؟

يستخدم اختبار الشد لدراسة سلوك المعدن عندما يتم سحبه تحت قوة مطبقة.

إنه يساعد على قياس قوة الخضوع وقوة الإثبات وقوة الشد القصوى. يستخدم اختبار الصلابة لقياس قيم الصلابة لأنواع مختلفة من المواد. الاختلافات الرئيسية بين اختبار الصلابة واختبار الشد هي كما يلي:

راحة

من الأسهل بكثير قياس قيمة صلابة المواد باستخدام اختبار الصلابة مقارنةً بقياس قوة الشد.

Rockwell & Surface Rockwell (Double Rockwell) جهاز اختبار الصلابة

إجراء اختبار الصلابة أسرع أيضًا مقارنة باختبار الشد.

يعد تحضير العينة لإجراء قوة الشد أكثر تعقيدًا ويستغرق وقتًا طويلاً من تحضير العينة في اختبار الصلابة حيث يجب أن تكون العينة بالشكل والحجم المناسبين.

كلفة

ليس فقط إجراء اختبار الصلابة أكثر ملاءمة ، ولكنه أرخص بكثير أيضًا مقارنة باختبار الشد. تكلفة جهاز اختبار الصلابة المعاير ليست سوى جزء بسيط من تكلفة جهاز اختبار الشد.

التأثير على العينة

يختلف اختبار الصلابة عن اختبار الشد لأنه طريقة اختبار غير متلفة. إنها تقوم باختراقات ضحلة على سطح العينة باستخدام أداة إندينتر ولا يتم تدمير العينة.

يمكن استخدام العينة لأغراض أخرى بعد الانتهاء من اختبار الصلابة.

دليل العرض الرقمي السطحي اختبار صلابة روكويل 10 ~ 72HR45T

اختبار الشد هو طريقة مدمرة لأنه يطبق القوة على العينة لتفكيكها حتى تنكسر. يتم إتلاف العينة بعد إجراء اختبار الشد ولا يمكن استخدامها لأغراض أخرى. هذه الطبيعة غير المدمرة لاختبار الصلابة تجعلها أيضًا طريقة اختبار أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة باختبار الشد.

كيف تتغير صلابة الفولاذ بعد اختبار الشد؟

تمثل قوة الشد خاصية المعدن عند استخدام القوة لسحبه. طالما أن القوة أقل من نقطة الخضوع ، فإن عينة الفولاذ ستخضع لتشوه مرن ، مما يعني أنها ستعود إلى شكلها الأصلي. عندما تصل القوة إلى نقطة الخضوع ، يحدث تشوه بلاستيكي لا رجعة فيه.

هناك تغيير في الخواص الميكانيكية وصلابة الفولاذ بعد إجراء اختبار الشد. عند إجراء اختبار الشد ، يمكن أن يؤدي إلى تفتيت الحبوب وإعادة بناء الشبكة للشبكة البلورية.

تصبح عينة الفولاذ ممدودة نتيجة إجهاد الشد أو الضغط.

تزداد صلابة الفولاذ بعد إجراء اختبار الشد عليه. تفتيت الحبوب وتشوه الأوستينيت لها الأسبقية على تحول المارتينسيت أثناء اختبار الشد للصلب.

هناك أيضًا تغييرات في شكل الحبوب وأبعادها واتجاهها وتجزئتها ومعلمات أخرى.

ما هو اختبار صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يمكن فهم صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ على أنها قدرته على مقاومة المسافة البادئة أو التشوه على سطحه. كلما زادت الصلابة ، زادت مقاومتها للتشوه ، والمسافة البادئة ، والخدوش ، وما إلى ذلك على سطحها. توجد طرق مختلفة لاختبار صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ.

تتضمن الطرق الأكثر شيوعًا اختبار الصلابة بواسطة ماسورة رأس الماس. يمكن قياس صلابة الفولاذ باختبار روكويل أو برينل أو فيكرز.جهاز اختبار صلابة روكويل للعرض الرقمي للسطح 20 ~ 100HRB

في الصناعة الهندسية ، من المهم قياس صلابة الفولاذ حيث تزداد قدرة الفولاذ على تحمل الاحتكاك والتآكل والضغط وما إلى ذلك مع زيادة صلابة الفولاذ. كلما زادت صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ ، كلما كان سطحه أكثر مقاومة.

كان اختبار برينل هو الطريقة الأولى المستخدمة بشكل شائع لقياس صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ. تستخدم هذه الطريقة كرة من الصلب أو الكربيد المقوى بقطر 10 مم وحمل اختبار يصل إلى 3000 كجم.

نظرًا لارتفاع أحمال الاختبار ، يتم استخدام طريقة برينل لقياس صلابة الفولاذ المقوى. يتطلب عينة كبيرة ويترك مسافة بادئة كبيرة على سطح العينة مما يحد من فائدتها.

تعتمد طريقة Rockwell لاختبار الصلابة أيضًا على قياس عمق المسافة البادئة على سطح العينة.

 

على مقياس روكويل ، فإن أكثر المقاييس المستخدمة شيوعًا لقياس صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ هي B و C. أجهزة اختبار صلابة Rockwell أخف وزنا وأكثر قدرة على الحركة من أجهزة اختبار صلابة برينل.

تُستخدم طريقة اختبار فيكرز أيضًا لاختبار صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم إندينتر هرم أيمن مائل إلى الماس. يمكن استخدام اختبار فيكرز لقياس صلابة جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ.

توفر كل طريقة من طرق اختبار الصلابة قيمة صلابة معينة يجب تحويلها باستخدام جدول تحويل للحصول على صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ.

كيفية اختبار صلابة المعادن?

يتم قياس صلابة المعادن باستخدام مقياس موس الذي طوره عالم المعادن الألماني فريدريك موس. تم اختراعه في عام 19ذ القرن ، لم تكن هناك وسيلة لتحديد صلابة المعادن.

مقياس صلابة موس هو مقياس مقارن للمعادن حيث أن أنعم المعادن هو التلك الذي يوضع عند مستوى صلابة 1 ويوضع الماس المعدني الأكثر صلابة في أعلى مستوى صلابة من 10. نظرًا لأن الماس هو أقسى معدن في العالم ، فهو يمكن أن تخدش كل المعادن الأخرى على الأرض.

بسبب هذه الخاصية ، فهي تستخدم على نطاق واسع في حفر الصخور ، ومعدات القطع ، وما إلى ذلك. يتم وضع جميع المعادن الأخرى بين هاتين القيمتين بالنسبة إلى صلابتها. يعتمد مقياس صلابة موس على مبدأ أن المعدن الصلب سوف يخدش المعدن الأكثر ليونة. يمكن خدش التلك وهو أنعم المعادن بواسطة جميع المعادن الأخرى.

وبالمثل ، فإن الزجاج الذي تبلغ صلابته 5.25 في مقياس موس يمكن أن يخدش المعادن الموضوعة في مستوى أقل منه على مقياس موس (التلك والجبس والكالسيت والفلوريت والأباتيت) ولكن لا يمكن أن يكون أورثوكلاز خدشًا ، والذي يتم وضعه أعلى منه. .

لقياس صلابة المعادن ، حدد سطحًا جديدًا من معدن غير معروف وقم بحكه بمعدن معروف صلابته.جهاز قياس صلابة برينل أوتوماتيكي محمول

يجب الضغط بقوة على المعدن ذي الصلابة المعروفة على المعدن ذي الصلابة غير المعروفة.

إذا كان جسم الاختبار أكثر صلابة من المعدن ذي الصلابة غير المعروفة ، فيجب أن يترك خدشًا واضحًا على سطحه. إذا لم يكن هناك خدش أو خط على سطح معدن غير معروف ، فهو أصعب من المعدن الذي تم اختباره والذي تعرف صلابته بالفعل.

في الوقت الحالي ، يستخدم علماء المعادن وعلماء الأحجار الكريمة مقياس صلابة موس. له استخدام محدود نسبيًا لعلماء المعادن.

كيفية اختبار صلابة الفولاذ والمعادن?

يمكن قياس صلابة الفولاذ والمعادن الأخرى باستخدام طرق مختلفة. يعد اختبار Rockwell الطريقة الأساسية لتحديد صلابة الفولاذ والمعادن الأخرى.

يتم استخدام كرة فولاذية أو مسافة بادئة من الماس لعمل مسافة بادئة على سطح العينة تحت حمل اختبار مطبق. يتم تطبيق حمولة صغيرة على المسافة البادئة ويتم الضغط عليها على سطح العينة ، وبعد ذلك يتم تطبيق الحمل الرئيسي. ثم يتم إزالة الحمولة الرئيسية مع الحفاظ على الحمل الصغير مطبقًا.

 

يتم قياس المسافة البادئة وتحويلها إلى قيمة صلابة. يعد اختبار برينل أقدم طريقة مستخدمة لاختبار صلابة المعادن.

يتم الضغط على إندينتر كرة فولاذية على العينة تحت حمولة اختبار كبيرة يمكن أن تصل إلى 3000 كجم. إنها تقدم مسافة بادئة واضحة على سطح العينة ، والتي يتم قياسها بعد ذلك وتحويلها إلى قيمة صلابة باستخدام مخططات التحويل. تستخدم طريقة برينل للمعادن ذات السطح الخشن لأنواع أخرى من اختبارات الصلابة.

اختبار فيكرز هو طريقة اختبار الصلادة الدقيقة المستخدمة لقياس صلابة العينات الرقيقة والصغيرة. تستخدم هذه الطريقة مسافة بادئة هرمية مائلة بالماس لعمل مسافة بادئة على سطح العينة.

يتم قياس المسافة البادئة باستخدام أنظمة بصرية متقدمة تضمن دقة وموثوقية أفضل لاختبار الصلابة.

تعتبر طريقة اختبار Vickers أكثر تكلفة مقارنة بطرق Rockwell و Brinell. كما أنها تستغرق وقتًا طويلاً حيث تستغرق من 30 إلى 60 ثانية لقياس صلابة العينة باستثناء الوقت اللازم لإعداد السطح.

نتيجة لذلك ، فإن طريقة اختبار صلابة Vickers ليست مناسبة للاختبار بالجملة على خط الإنتاج ، بل هي مثالية للاختبارات المعملية.

ما هو اختبار الصلابة غير المدمرة?

يشير اختبار الصلابة غير المتلف إلى تقييم صلابة المواد دون إجراء أي تغييرات على خصائصها.

تعتبر الطريقة غير المدمرة مهمة لأنها لا تدمر أو تجعل عينة الاختبار عديمة الفائدة بعد اكتمال اختبار الصلابة. يضمن ذلك إمكانية استخدام العينة لأغراض أخرى بعد الانتهاء من اختبار الصلابة.

يستغرق اختبار الصلابة غير المدمرة أيضًا وقتًا أقل ويكون إجراؤه أرخص من الاختبار المدمر حيث لا يتم تدمير العينة ويمكن إعادة استخدامها. يعد اختبار الصلادة الدقيقة مثالًا جيدًا لاختبار الصلابة غير المدمرة. معظم أجهزة اختبار الصلابة المحمولة قادرة على إجراء اختبار صلابة غير مدمر للعينة.

يمكن لأجهزة اختبار الصلابة المحمولة قياس صلابة سطح العينة على مجموعة متنوعة من المواد على الأسطح المسطحة أو المستديرة أو الرفيعة أو الكبيرة.

على عكس أجهزة اختبار الصلابة العادية ، تستخدم أجهزة الاختبار المحمولة هذه تقنية الموجات فوق الصوتية التي تسمح لك بقياس صلابة العينة الرقيقة والصغيرة الحجم. يمكن لأجهزة اختبار الصلابة بالموجات فوق الصوتية إجراء اختبار غير إتلاف للعينة.

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

 

تسمح هذه الميزة للمشغل بإجراء اختبار صلابة للأجزاء شديدة الحساسية أو الأجزاء النهائية.

تسمح الطبيعة غير المدمرة لجهاز اختبار الصلابة هذا أيضًا للمشغل بإجراء اختبار الصلابة دون التسبب في أي نوع من الأضرار المادية أو الهيكلية للعينة والتي كانت ستؤدي بخلاف ذلك إلى التخلص منها.

اختبار الارتداد باستخدام طريقة ليب هو نوع آخر من اختبارات الصلابة غير المدمرة.

بموجب هذه الطريقة ، يستخدم جهاز الصدم الزنبرك لدفع جسم الصدمة نحو سطح العينة. يرتد جسم الصدمة بعد إحداث تأثير على سطح العينة.

تحدد أداة الاختبار الصلابة باستخدام نسبة الفولتية وتحليلات أخرى لمراحلها لتعويض أي تغييرات في الاتجاه.

أجهزة اختبار ليب محمولة ويمكن استخدامها من زوايا مختلفة طالما أنها متعامدة على سطح الاختبار.

 

 

 

arالعربية