جهاز اختبار الصلابة هو جهاز يستخدم لتحديد صلابة المادة.

يتم تحديد الصلابة عن طريق قياس تأثير الاختراق على سطح العينة بواسطة indenter القياسي.

هناك العديد من أجهزة اختبار الصلابة المتوفرة في السوق مثل جهاز اختبار صلابة روكويل ، جهاز اختبار صلابة برينل ، جهاز اختبار صلابة فيكرز ، إلخ.

لماذا اختبار الصلابة مهم للمنتج

يلعب اختبار الصلابة دورًا مهمًا للغاية في اختبار المواد ومراقبة الجودة والتأكد من أن المنتج النهائي يلبي الامتثال التنظيمي.

يسمح بتحديد مدى ملاءمة المواد لاستخدامات محددة وكمية المعالجة التي يمكن أن تتعرض لها. يوفر بيانات تتعلق بالسلامة الهيكلية وجودة المكونات.

اختبار الصلابة شائع جدًا في مختبرات البحث والتطوير والتطبيقات الصناعية. إنه يساعد على ضمان أن المواد المستخدمة لتصنيع المنتجات مناسبة للقيام بذلك وتفي بمعايير الجودة والسلامة لهذا الاستخدام المعين.

يضمن اختبار الصلابة أن المنتج النهائي بأعلى جودة ممكنة.

الصناعات التي تستخدم اختبار الصلابة

يستخدم اختبار الصلابة على نطاق واسع في العديد من الصناعات. بعض الصناعات الرئيسية التي تستخدم اختبار الصلابة هي كما يلي:

شركات الهندسة الميكانيكية

يلعب اختبار الصلابة دورًا مهمًا للغاية في صناعة الهندسة الميكانيكية.

يتم استخدامه على نطاق واسع في شركات الهندسة الميكانيكية المختلفة بدءًا من إنتاج المعدات الزراعية ، وآلات البناء ، أو أداة الآلة ، والرافعات ومنشآت غسيل السيارات ، إلخ.

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

 

يمكن أن تختلف العينات التي يتم إجراء اختبار الصلابة عليها بشكل كبير من التطبيقات الصغيرة مثل اختبار صلابة عجلات التروس في محركات التروس إلى التطبيقات الكبيرة مثل اختبار الوصلات الملحومة على مكونات مغسلة السيارات أو عجلة التروس لتوربينات الرياح التي قد يكون قطرها عدة أمتار .

في صناعة الهندسة الميكانيكية ، عادةً ما يلزم اختبار نفس الأجزاء للتأكد من صلابتها ، وبالتالي ، تكون العملية مؤتمتة بشكل عام ويمكن أن تكون بدون طيار أيضًا في حالة التشغيل الآلي الكامل للعملية.

صناعة السيارات

يجد اختبار الصلابة تطبيقًا متكررًا في صناعة السيارات. في الواقع ، ربما يكون لدى صناعة السيارات أوسع نطاق من التطبيقات لاختبار الصلابة.

هناك العديد من الأجزاء المتحركة في السيارة والتي تحتاج إلى اختبار للتأكد من صلابتها وموثوقيتها لضمان السلامة الكاملة للركاب.

يمكن أن تتراوح عينات الاختبار في صناعة السيارات من البراغي الصغيرة وألواح الأبواب ومكونات المحرك وأجزاء ناقل الحركة والمفاصل الملحومة ، إلخ.شاشة تعمل باللمس التلقائي برج العرض الرقمي اختبار الصلادة الدقيقة

إذا احتاج عدد كبير من الأجزاء نفسها للاختبار يوميًا أو كانت هناك حاجة لإجراء بعض الاختبارات قيد المعالجة مثل قياسات أمراض القلب التاجية ، فيجب أتمتة عملية اختبار الصلابة لتوفير الوقت والموارد.

صناعة المعادن الأولية

تمتلك صناعة المعادن الأولية أيضًا العديد من التطبيقات لاختبار الصلابة. يعد اختبار الصلابة أمرًا مهمًا في صناعة المعادن الأولية لأنه يساعد في التأكد من ملاءمة المعدن لتطبيقات محددة ونوع المعالجة التي يمكن أن يتعرض لها.

كما أنه يساعد على فهم فحص الهيكل المادي للمعدن وما إذا كان يتوافق مع لوائح محددة.

 

بشكل عام ، يتم استخراج عينة أو قطعها من مركز المعدن الأساسي واختبار صلابة. يتم إجراء اختبار الصلابة في صناعة المعادن الأولية في نطاقات التحميل المنخفض والجزئي والكلي ، وفقًا لضمان الجودة المطلوب.

المسابك

تستخدم المسابك اختبار الصلابة للتحكم في جودة عملية التصنيع أثناء الإنتاج. كما أنها تستخدم بشكل شائع للتأكد من خصائص المعادن المصبوبة وقياسها ومعرفة مدى ملاءمتها للتطبيقات المختلفة.

اختبار الصلابة غير مدمر بطبيعته مما يعني أنه يمكن إجراؤه على المعدن المصبوب مباشرة بدلاً من قطعة الاختبار. يتم تحديد مقاومة الشد للمعدن باستخدام اختبار الصلابة.

بشكل عام ، تكون المسبوكات التي سيتم اختبارها كبيرة وثقيلة وقوى الاختبار المعنية تكون بشكل أساسي في النطاق الكلي ، والذي يقع في الغالب في نطاق اختبارات برينل.

اختبار صلابة روكويل

مزايا

تسمح لك طريقة اختبار صلابة Rockwell بقراءة قيمة الصلابة مباشرة من العينة.

على عكس طريقة اختبار صلابة برينل أو فيكرز ، ليست هناك حاجة للقراءة الضوئية لتحديد قراءة الصلابة.

الأدوات التي تعمل وفقًا لطريقة Rockwell أكثر شيوعًا لأنها لا تتأثر بتأثير المشغل. القراءة المباشرة للعرض الرقمي اختبار صلابة برينل

هذه الطريقة هي أيضًا الأقل تأثراً بخشونة سطح العينة. دورة الاختبار قصيرة وسريعة في ظل هذه الطريقة كما أنها فعالة من حيث التكلفة.

ترجع فعالية التكلفة بشكل أساسي إلى حقيقة أن مختبري صلابة Rockwell لا يحتاجون إلى الاتصال بأنظمة بصرية متطورة لاختبار الصلابة كما هو الحال في الطرق الأخرى.

طريقة اختبار الصلابة هذه غير مدمرة ويمكن استخدام العينة لأغراض أخرى بعد الاختبار.

سلبيات

عيب اختبار صلابة Rockwell هو أنه ليس أكثر طرق الاختبار دقة. يمكن أن يؤدي الاختلاف الطفيف في قياس فرق العمق إلى انحرافات كبيرة في حساب قيمة الصلابة.

يجب أن يكون موقع الاختبار والعينة خالية تمامًا من أي تلوث للحصول على نتائج دقيقة وذات مغزى من طريقة اختبار الصلابة هذه.

تُعرف هذه الطريقة أيضًا بأنها غير دقيقة نظرًا لأن indenter لها تأثيرات غير معروفة على النتائج. إذا كان إندينتر مهترئًا ولم يكن حادًا بدرجة كافية ، فقد يؤثر على نتائج الاختبار.

استخدام طريقة Rockwell له جانب آخر وهو أنه مع زيادة الصلابة ، يصبح من الصعب التمييز بين المعادن.

اختبار صلابة برينل

مزايا

يمكن استخدام طريقة برينل لاختبار الصلابة لاختبار المواد غير المتجانسة حيث تتلامس الكرة الكبيرة مع العديد من البلورات التي تشكل قيمة متوسطة ميكانيكية.اختبار صلابة برينل

يمكنك الحصول على دقة جيدة وتكرار وتمثيل جيد باستخدام هذه الطريقة.

إن الانطباع أو المسافة البادئة التي يتم إجراؤها بواسطة اختبار صلابة برينل كبير بما يكفي لتقديم تقدير عادل وجيد لصلابة العينة.

لا يتأثر بالبقع اللينة والبقع الصلبة الصغيرة. يمكن أن يوفر لك قياسات صلابة موثوقة حتى لو كان سطح العينة خشنًا.

سلبيات

تتطلب طريقة برينل تحضير السطح على عكس طريقة روكويل وهي أكثر تعقيدًا بعض الشيء. يجب أن تكون جودة سطح العينة جيدة حيث يتم قياس المسافة البادئة بصريًا.

عندما يتم اختبار العينة مع حمولة اختبار عالية ، فهناك فرص جيدة لتشوه سطح العينة عند إجراء الاختبار في النطاق الكلي.

هذا يمكن أن يؤدي إلى أخطاء في قياس قيمة الصلابة بسبب تكوين الجدار. هذه الطريقة لها قيود في التطبيق على عينات رقيقة من المواد شديدة الصلابة.

طريقة برينل بطيئة مقارنة بطريقة روكويل ، وتستغرق حوالي 30-60 ثانية لقياس الصلابة ، باستثناء الوقت اللازم لإعداد العينة.

 

اختبار صلابة فيكرز

مزايا

أكبر ميزة لاستخدام طريقة فيكرز هي أنه يمكن استخدامها لقياس صلابة جميع أنواع المواد حيث يغطي الإجراء نطاق الصلابة بأكمله.

نتيجة لهذا ، يتم استخدام الطريقة بشكل أكثر شيوعًا في إعداد المختبر.5-3000HV اختبار صلابة فيكرز شاشة تعمل باللمس التلقائي برج

وفقًا لطريقة Vickers ، يوجد نوع واحد فقط من indenter يمكن استخدامه لقياس صلابة أنواع وعينات مختلفة من المواد.

قيمة الصلابة المشتقة من طريقة فيكرز لها معنى مناسب ، لأنها تتوافق مع حمل معين على مسافة بادئة لها نفس الشكل.

طريقة فيكرز غير مدمرة ؛ وبالتالي ، يمكن استخدام العينة لأغراض أخرى بعد الاختبار.

سلبيات

يجب أن تكون جودة سطح العينة المراد اختبارها جيدة حيث يتم قياس الصلابة بصريًا. هذا يعني أنه يجب تحضير سطح الاختبار ، وإلا فلن تكون القراءات دقيقة. يجب أن تكون منطقة الاختبار مصقولة ومجهزة ، ويلعب عمودي المحور الأمامي دورًا مهمًا في قياس الصلابة حيث أن أي ميل سيعطي مسافة بادئة غير منتظمة. طريقة فيكرز بطيئة أيضًا مقارنة بطريقة روكويل. لا ينصح باستخدام طريقة فيكرز في خطوط الإنتاج.

اختبار صلابة كنوب

مزايا

يمكن استخدام جهاز اختبار الصلابة Knoop لقياس صلابة جميع المواد من اللينة إلى القاسية حيث يغطي الإجراء النطاق بأكمله.

إنها أكثر دقة من طريقة فيكرز لأن قطري قياس Knoop يكون أطول لأي عمق مسافة بادئة. الأضرار التي لحقت بسطح العينة أثناء الاختبار أقل من طريقة فيكرز مما يجعلها طريقة اختبار غير مدمرة.

طريقة Knoop مثالية لاختبار العينات الصغيرة والطويلة والطبقات الرقيقة جدًا والمواد الهشة مثل الزجاج والسيراميك.

سلبيات

تتطلب طريقة Knoop جودة سطح جيدة نظرًا للقياس الذي يتم بواسطة الطرق البصرية. يجعل استخدام الأنظمة البصرية طريقة Knoop أبطأ وأكثر تكلفة مقارنة بطريقة Rockwell لاختبار الصلابة.

الأشياء التي يجب مراعاتها عند اختيار اختبار الصلابة

يمكن أن يكون اختيار اختبار الصلابة المثالي مهمة صعبة حتى بالنسبة للمختبرين الأكثر خبرة.

هناك أنواع مختلفة من العينة المراد اختبارها وإجراءات اختبار مختلفة تجعل من الصعب تضييق نطاق أفضل اختبار صلابة.

يمكن أن تساعدك الاعتبارات التالية عند اختيار جهاز اختبار الصلابة.

إجمالي تحميل الاختبار

يعتبر إجمالي حمل الاختبار المراد اختباره اعتبارًا مهمًا للغاية لاختيار جهاز اختبار الصلابة. هناك قاعدة عامة مفادها أنه كلما زاد حمل الاختبار ، كانت القراءات أفضل وأكثر دقة.

 

ويرجع ذلك إلى حقيقة أن قياسات اختبار الصلابة أقل حساسية لملمس السطح مع أحمال اختبار أعلى. ومع ذلك ، من المهم أيضًا ملاحظة أن المسافة البادئة يجب ألا تكون أعمق من 1/10ذ من السماكة الكلية للعينة أو السطح المتصلب الذي يجب اختباره.

يعد تجانس العينة أيضًا معيارًا مهمًا لاختيار اختبار الصلابة المثالي.

نطاق الصلابة

يجب أن تفكر في صلابة نطاق العينة التي تريد اختبارها قبل اختيار جهاز اختبار الصلابة.

بشكل عام ، إذا كانت صلابة العينة أعلى من 650 HB / 30 ، فيجب عليك استخدام أداة اختراق الماس. يمكن اختبار الصلابة التي تقل عن هذه المستويات باستخدام أدوات اختراق مصنوعة من الفولاذ أو معادن صلبة أخرى مماثلة.

لا تسمح لك طريقة برينل لاختبار الصلابة باستخدام أجهزة اختراق الماس ، وبالتالي لا يمكن استخدامها لقياس صلابة العينة فوق 650 HB / 30.

من ناحية أخرى ، فإن طريقة Rockwell مقبولة عالميًا لأنها تتيح لك استخدام مخروط الماس واختراق الكرة الفولاذية. تسمح طريقة فيكرز فقط باستخدام أداة اختراق الهرم الماسي ويمكن استخدامها لقياس صلابة أي مدى.

صحة

الدقة هي اعتبار مهم للغاية عند اختيار جهاز اختبار الصلابة. إذا كان المختبر غير قادر على توفير مقاييس دقيقة للصلابة ، فلا يمكن الاعتماد عليه لاتخاذ المزيد من القرارات. يجب أن تفضل دائمًا أجهزة اختبار الصلابة الأكثر دقة وموثوقية.

 

تعتمد دقة القياس أثناء اختبار الصلابة في الغالب على الدقة التي يستخدمها المشغل. ويشمل ذلك أيضًا الأسطح الأرضية جيدًا وفترات القياس الكافية والمراجعات المتكررة لجهاز الاختبار. حيثما أمكن ، يجب أن تفضل الأنظمة الثابتة على الأنظمة الديناميكية.

يمكن أن تؤثر أحمال الاختبار أيضًا على دقة جهاز اختبار الصلابة. يمكن أن يؤدي استخدام أحمال اختبار منخفضة إلى قياسات غير دقيقة وغير موثوقة.

مرونة الجهاز

قبل اختيار جهاز اختبار الصلابة ، يجب عليك تحليل مرونته بدقة فيما يتعلق بالأشكال والأبعاد المختلفة للعينة المراد اختبارها.

لاختبار الصلابة ، يمكن وضع العينة على الجهاز أو يمكن وضع الجهاز على العينة.

يتعلق المثال الأول بالأجهزة الثابتة التي لديها سعة كافية لعقد العينة لاختبار الصلابة. تعتبر أجهزة اختبار الصلابة الثابتة هي الأفضل لاختبار العينات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

في حالة العينات الكبيرة والثقيلة ، يمكن تثبيت أجهزة اختبار الصلابة المحمولة على العينات. يمكن لأجهزة اختبار الصلابة المحمولة هذه أن تكون ديناميكية فقط عندما تستخدم أحمال اختبار عالية. عندما يكون حمل الاختبار أصغر ، يمكن أن تكون ثابتة أيضًا.

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

كلفة

تعتبر التكاليف المرتبطة باختبار الصلابة أيضًا أحد الاعتبارات المهمة لاختيار اختبار الصلابة المثالي لعملك.

يجب مراعاة المعلمات المختلفة مثل تكلفة جهاز الاختبار ، وإمكانية تطبيق الاختبار على المواقف المختلفة ، وفترة القياس ، والخبرة الفنية اللازمة لتشغيل جهاز اختبار الصلابة قبل اختياره.

 

تصبح هذه الاعتبارات أكثر أهمية عند الحاجة إلى اختبار عينات من أشكال متنوعة وأسطح الاختبار. هذا هو الحال بشكل عام في معظم الصناعات التقنية.

في الصناعات التي تقوم باختبار الصلابة بشكل متسلسل ، تعد سرعة الاختبارات ونطاق نشر الموظفين غير المهرة اعتبارات مهمة أيضًا لاختيار اختبار الصلابة. في مثل هذه الحالات ، يفضل استخدام أجهزة الاختبار التي لا تتطلب معدات لقط خاصة.

 

 

arالعربية