การทดสอบความแข็งคืออะไร?

การทดสอบความแข็งเป็นวิธีการกำหนดความแข็งของวัสดุใดๆ

ความแข็งของวัสดุหมายถึงความสามารถในการต้านทานการเสียรูปหรือการเยื้องภายใต้แรงกระทำ การทดสอบความแข็งเป็นขั้นตอนสำคัญในอุตสาหกรรมวิศวกรรม เนื่องจากช่วยให้เข้าใจความเหมาะสมของวัสดุสำหรับการใช้งานเฉพาะ

ช่วยในการผลิตสินค้าที่มีคุณภาพดีที่สุดตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยและกฎระเบียบที่กำหนด

วิธีการเลือกการทดสอบความแข็ง?

การเลือกวิธีการทดสอบความแข็งในอุดมคติเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับค่าการทดสอบความแข็งที่แม่นยำและเชื่อถือได้ ปัจจัยสำคัญบางประการที่กำหนดประเภทของวิธีการทดสอบความแข็งได้อธิบายไว้ด้านล่าง:

ช่วงความแข็งของชิ้นงาน

ช่วงความแข็งของชิ้นงานทดสอบที่จะวัดความแข็งจะเป็นตัวกำหนดวิธีการทดสอบความแข็ง หากความแข็งของชิ้นงานทดสอบมากกว่า 650 HB/30 ควรใช้หัวกดเพชรสำหรับการทดสอบความแข็ง

ไม่สามารถใช้หัวกดเพชรภายใต้วิธี Brinell ดังนั้นวิธีนี้จึงไม่เหมาะสำหรับการวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบดังกล่าว

ในทางกลับกัน วิธีของ Rockwell ช่วยให้สามารถใช้กรวยหัวกดแบบปลายเพชรได้ วิธี Vickers ใช้เฉพาะหัวกดเพชรและสามารถใช้วัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบประเภทใดก็ได้

[คอลัมน์ ux_latest_products=”4″ ]

โหลดทดสอบ

โหลดทดสอบยังเป็นปัจจัยสำคัญในการตัดสินใจวิธีทดสอบความแข็ง

หากต้องใช้โหลดทดสอบที่สูงกว่า ควรใช้วิธีการทดสอบความแข็งระดับไมโคร เช่น การทดสอบ Rockwell และ Brinell หากจำเป็นต้องใช้โหลดทดสอบที่มีขนาดเล็กลง ควรใช้วิธีทดสอบความแข็งระดับไมโคร เช่น การทดสอบ Vickers และ Knoop

ขนาดตัวอย่าง

ยิ่งขนาดชิ้นงานทดสอบเล็กลง ภาระการทดสอบก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นที่จำเป็นสำหรับการวัดความแข็ง

การทดสอบความแข็งสำหรับชิ้นงานขนาดเล็กหรือชิ้นงานทดสอบที่บางเกินไป ควรทำการวัดโดยใช้วิธีการทดสอบความแข็งระดับไมโคร เช่น การทดสอบ Vickers หรือ Knoop

เมื่อทำการทดสอบความแข็งของชิ้นงานทดสอบที่มีขนาดเล็กกว่า จะต้องแน่ใจว่าเกณฑ์ความหนาขั้นต่ำเพื่อให้ได้ค่าความแข็งที่เชื่อถือได้นั้นมีความสำคัญมากขึ้นไปอีก

หน้าจอสัมผัสอัตโนมัติป้อมปืนดิจิตอลจอแสดงผล Microhardness Tester

 

ควรจับชิ้นงานทดสอบโดยใช้ทั่งตีนตะขาบเพื่อให้อ่านค่าความแข็งได้อย่างแม่นยำ

ค่าใช้จ่าย

สามารถเลือกวิธีการทดสอบความแข็งตามงบประมาณของคุณได้

วิธีการทดสอบความแข็งของ Brinell และ Rockwell เป็นวิธีการทดสอบความแข็งของชิ้นงานทดสอบขั้นพื้นฐานและคุ้มค่า วิธี Vickers ต้องใช้เวลาและค่าใช้จ่ายมากขึ้น เนื่องจากต้องเตรียมพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบก่อนทำการทดสอบ

นอกจากนี้ยังต้องใช้ระบบออพติคอลขั้นสูงและทันสมัยในการวัดความลึกของการเยื้องที่ทำบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบเพื่อกำหนดค่าความแข็ง

วิธีนี้ทำให้วิธี Vickers มีราคาสูงกว่าวิธีการทดสอบความแข็งแบบอื่นๆ

การตรวจวัดความแข็งสะดวกกว่าการทดสอบแรงดึงอย่างไร

การทดสอบแรงดึงใช้เพื่อศึกษาพฤติกรรมของโลหะเมื่อถูกดึงออกโดยใช้แรงกด

ช่วยในการวัดความแข็งแรงของผลผลิต ความแข็งแรงในการพิสูจน์ และความต้านทานแรงดึงสูงสุด การทดสอบความแข็งใช้เพื่อวัดค่าความแข็งของวัสดุประเภทต่างๆ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการทดสอบความแข็งและการทดสอบแรงดึงมีดังนี้:

ความสะดวก

การวัดค่าความแข็งของวัสดุโดยใช้การทดสอบความแข็งทำได้ง่ายกว่ามากเมื่อเทียบกับการวัดค่าความต้านทานแรงดึง

เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell & Surface Rockwell (Double Rockwell)

ขั้นตอนการทดสอบความแข็งนั้นเร็วกว่าเมื่อเทียบกับการทดสอบแรงดึง

การเตรียมชิ้นงานทดสอบสำหรับการนำค่าความต้านทานแรงดึงนั้นซับซ้อนและใช้เวลานานกว่าการเตรียมชิ้นงานทดสอบในการทดสอบความแข็ง เนื่องจากชิ้นงานจะต้องมีรูปร่างและขนาดที่เหมาะสม

ค่าใช้จ่าย

ไม่เพียงแต่การทดสอบความแข็งจะสะดวกกว่าเท่านั้น แต่ยังถูกกว่ามากเมื่อเทียบกับการทดสอบแรงดึงด้วย ค่าใช้จ่ายของเครื่องทดสอบความแข็งที่สอบเทียบเป็นเพียงเศษเสี้ยวของราคาของเครื่องทดสอบแรงดึง

ผลกระทบต่อตัวอย่าง

การทดสอบความแข็งแตกต่างจากการทดสอบแรงดึงเนื่องจากเป็นวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลาย มันทำให้การเจาะตื้นบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบโดยใช้หัวกดและชิ้นงานทดสอบจะไม่ถูกทำลาย

สามารถใช้ชิ้นงานทดสอบเพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบความแข็ง

Manual Digital Display Surface Rockwell Hardness Tester 10 ~ 72HR45T

การทดสอบแรงดึงเป็นวิธีการทำลายล้างเนื่องจากใช้แรงกับชิ้นงานทดสอบเพื่อดึงออกจากกันจนแตก ชิ้นงานทดสอบจะถูกทำลายหลังจากทำการทดสอบแรงดึง และไม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้ การทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลายลักษณะนี้ทำให้เป็นวิธีทดสอบที่คุ้มค่ากว่าเมื่อเทียบกับการทดสอบแรงดึง

ความแข็งของเหล็กเปลี่ยนแปลงอย่างไรหลังจากการทดสอบแรงดึง?

ความต้านทานแรงดึงแสดงถึงคุณลักษณะของโลหะเมื่อใช้แรงในการดึง ตราบใดที่แรงต่ำกว่าจุดคราก ชิ้นงานเหล็กจะเกิดการเสียรูปยืดหยุ่น ซึ่งหมายความว่าจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิม เมื่อแรงไปถึงจุดคราก จะเกิดการเสียรูปของพลาสติกซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้

มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลและความแข็งของเหล็กหลังจากทำการทดสอบแรงดึง เมื่อทำการทดสอบแรงดึง อาจทำให้เกิดการแตกตัวของเกรนและการสร้างโครงตาข่ายของคริสตัลแลตทิซขึ้นใหม่

ชิ้นงานเหล็กจะยืดออกเนื่องจากผลของแรงดึงหรือแรงอัด

ความแข็งของเหล็กจะเพิ่มขึ้นหลังจากทำการทดสอบแรงดึง การกระจายตัวของเกรนและการเสียรูปของออสเทนไนต์มีความสำคัญเหนือกว่าการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์ในระหว่างการทดสอบแรงดึงของเหล็ก

นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ขนาด การวางแนว การแตกแฟรกเมนต์ และพารามิเตอร์อื่นๆ

การทดสอบความแข็งสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมคืออะไร?

ความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นความสามารถในการต้านทานการเยื้องหรือการเสียรูปบนพื้นผิว ยิ่งมีความแข็งสูงเท่าใด ความทนทานต่อการเสียรูป การเยื้อง รอยขีดข่วน ฯลฯ บนพื้นผิวก็จะยิ่งสูงขึ้น มีหลายวิธีในการทดสอบความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม

วิธีการทั่วไปส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการทดสอบความแข็งด้วยหัวกดปลายเพชร ความแข็งของเหล็กสามารถวัดได้โดยการทดสอบ Rockwell, Brinell หรือ Vickersเครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell แบบดิจิตอลพื้นผิว 20 ~ 100HRB

ในอุตสาหกรรมวิศวกรรม ความแข็งของเหล็กเป็นสิ่งสำคัญในการวัด เนื่องจากความสามารถของเหล็กในการทนต่อการเสียดสี การเสียดสี ความเค้น ฯลฯ เพิ่มขึ้นตามความแข็งของเหล็ก ยิ่งสแตนเลสมีความแข็งสูง ผิวก็จะยิ่งทนทาน

การทดสอบ Brinell เป็นวิธีแรกที่ใช้กันทั่วไปในการวัดความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม วิธีนี้ใช้เหล็กกล้าชุบแข็งหรือลูกคาร์ไบด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. และน้ำหนักทดสอบสูงสุด 3000Kgf

เนื่องจากโหลดทดสอบที่สูงขึ้น วิธี Brinell จึงใช้สำหรับการวัดความแข็งของเหล็กชุบแข็ง ต้องใช้ชิ้นงานทดสอบขนาดใหญ่และทิ้งรอยเว้าขนาดใหญ่ไว้บนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ ซึ่งจะจำกัดการใช้ประโยชน์ได้

วิธีการทดสอบความแข็งของ Rockwell ยังอิงตามการวัดความลึกของการเยื้องที่ทำบนพื้นผิวชิ้นงานทดสอบ

 

ในระดับ Rockwell เครื่องชั่งที่ใช้บ่อยที่สุดที่ใช้ในการวัดความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมคือ B และ C เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell นั้นเบากว่าและเคลื่อนที่ได้มากกว่าเครื่องทดสอบความแข็งของ Brinell

วิธีการทดสอบ Vickers ยังใช้สำหรับการทดสอบความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม ใช้หัวกดปิรามิดปลายเพชร การทดสอบ Vickers สามารถใช้วัดความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมทุกประเภท

วิธีการทดสอบความแข็งแต่ละวิธีมีค่าความแข็งเฉพาะซึ่งจำเป็นต้องแปลงโดยใช้ตารางการแปลงเพื่อให้ได้ความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม

วิธีทดสอบความแข็งของแร่?

ความแข็งของแร่ธาตุวัดโดยใช้มาตราส่วน Mohs ซึ่งพัฒนาโดย Frederick Mohs นักแร่วิทยาชาวเยอรมัน มันถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อย้อนกลับไปในปี 19NS ศตวรรษไม่มีวิธีกำหนดความแข็งของแร่ธาตุ

มาตราส่วนความแข็ง Mohs เป็นมาตราส่วนเปรียบเทียบสำหรับแร่ที่แร่ที่อ่อนที่สุดคือแป้งโรยตัวซึ่งอยู่ที่ระดับความแข็ง 1 และเพชรแร่ที่แข็งที่สุดจะถูกวางไว้ที่ระดับความแข็งสูงสุด 10 เนื่องจากเพชรเป็นแร่ที่แข็งที่สุดในโลก สามารถขีดข่วนแร่ธาตุอื่นๆ บนโลกได้

ด้วยเหตุนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการเจาะหิน อุปกรณ์ตัด ฯลฯ แร่ธาตุอื่น ๆ ทั้งหมดจะถูกวางไว้ระหว่างค่าทั้งสองนี้โดยสัมพันธ์กับความแข็ง ระดับความแข็งของ Mohs ขึ้นอยู่กับหลักการที่ว่าแร่ที่แข็งกว่าจะขูดแร่ธาตุที่อ่อนกว่านั้น แป้งซึ่งเป็นแร่ธาตุที่อ่อนที่สุดสามารถขีดข่วนได้จากแร่ธาตุอื่นๆ

แก้วที่มีค่าความแข็ง Mohs เท่ากับ 5.25 สามารถขีดข่วนแร่ธาตุที่อยู่ต่ำกว่าระดับ Mohs ได้ (ทัลค์ ยิปซั่ม แคลไซต์ ฟลูออไรต์ และอะพาไทต์) แต่ไม่สามารถขีดข่วนออร์โธคลอสซึ่งอยู่สูงกว่ากระจกได้ .

ในการวัดความแข็งของแร่ธาตุ ให้เลือกพื้นผิวที่สดใหม่ของแร่ที่ไม่รู้จักและขูดมันด้วยแร่ที่มีความกระด้างที่ทราบอุปกรณ์วัดอัตโนมัติแบบเยื้อง Brinell Hardness แบบพกพา

คุณควรกดแร่ที่มีความกระด้างที่ทราบให้แน่นกับแร่ที่มีความกระด้างที่ไม่ทราบค่า

หากวัตถุทดสอบแข็งกว่าแร่ที่มีความแข็งที่ไม่ทราบสาเหตุ ก็ควรทิ้งรอยขีดข่วนไว้บนพื้นผิวที่ชัดเจน หากไม่มีรอยขีดข่วนหรือเส้นบนพื้นผิวของแร่ที่ไม่รู้จัก แสดงว่าแร่นั้นแข็งกว่าแร่ที่ทดสอบซึ่งทราบความแข็งอยู่แล้ว

ในปัจจุบัน นักแร่วิทยาและนักอัญมณีศาสตร์ใช้สเกลความแข็งของ Mohs มีการใช้งานค่อนข้างจำกัดสำหรับนักโลหะวิทยา

วิธีทดสอบความแข็งของเหล็กและโลหะ?

สามารถวัดความแข็งของเหล็กและโลหะอื่นๆ ได้โดยใช้วิธีการต่างๆ การทดสอบ Rockwell เป็นวิธีการพื้นฐานที่สุดในการพิจารณาความแข็งของเหล็กและโลหะอื่นๆ

ใช้ลูกเหล็กหรือหัวกดเพชรเพื่อทำการเยื้องบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบภายใต้แรงทดสอบที่ใช้ ใช้แรงเล็กน้อยกับหัวกดและกดลงบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ หลังจากนั้นจึงใช้แรงหลัก จากนั้นโหลดหลักจะถูกลบออกโดยให้โหลดรองใช้อยู่

 

การเยื้องที่ทำขึ้นจะถูกวัดและแปลงเป็นค่าความแข็ง การทดสอบ Brinell เป็นวิธีการที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในการทดสอบความแข็งของโลหะ

กดหัวกดลูกเหล็กบนชิ้นงานทดสอบภายใต้ภาระการทดสอบขนาดใหญ่ซึ่งสามารถรับน้ำหนักได้ถึง 3000Kgf ทำให้เกิดการเยื้องที่ชัดเจนบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ จากนั้นจึงวัดและแปลงเป็นค่าความแข็งโดยใช้แผนภูมิการแปลง วิธี Brinell ใช้สำหรับโลหะที่มีพื้นผิวหยาบสำหรับการทดสอบความแข็งประเภทอื่น

การทดสอบ Vickers เป็นวิธีการทดสอบความแข็งระดับไมโครที่ใช้สำหรับวัดความแข็งของชิ้นงานขนาดเล็กและบาง วิธีนี้ใช้หัวกดเสี้ยมปลายเพชรเพื่อทำการเยื้องบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

การเยื้องวัดโดยใช้ระบบออปติคัลขั้นสูง ซึ่งรับรองความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของการทดสอบความแข็งที่ดีขึ้น

วิธีการทดสอบของ Vickers นั้นถูกกว่าเมื่อเทียบกับวิธี Rockwell และ Brinell นอกจากนี้ยังใช้เวลานานเนื่องจากใช้เวลา 30-60 วินาทีในการวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบ ไม่รวมเวลาที่จำเป็นสำหรับการเตรียมพื้นผิว

ด้วยเหตุนี้ วิธีทดสอบความแข็งของ Vickers จึงไม่เหมาะสำหรับการทดสอบจำนวนมากในสายการผลิต แต่เหมาะสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

การทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลายคืออะไร?

การทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลายหมายถึงการประเมินความแข็งของวัสดุโดยไม่ทำการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะใดๆ

วิธีการแบบไม่ทำลายมีความสำคัญ เนื่องจากไม่ทำลายหรือทำให้ชิ้นงานทดสอบไร้ประโยชน์หลังจากการทดสอบความแข็งเสร็จสิ้น เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถใช้ชิ้นงานทดสอบเพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบความแข็ง

การทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลายยังใช้เวลาน้อยกว่าและดำเนินการถูกกว่าการทดสอบแบบทำลายล้าง เนื่องจากตัวอย่างไม่ถูกทำลายและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ การทดสอบความแข็งระดับไมโครเป็นตัวอย่างที่ดีของการทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลาย เครื่องทดสอบความแข็งแบบพกพาส่วนใหญ่สามารถทำการทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลายของชิ้นงานทดสอบได้

เครื่องทดสอบความแข็งแบบพกพาสามารถวัดความแข็งของพื้นผิวชิ้นงานทดสอบบนวัสดุหลายประเภทบนพื้นผิวที่เรียบ กลม บางหรือใหญ่

แตกต่างจากเครื่องทดสอบความแข็งทั่วไป เครื่องทดสอบแบบพกพาเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิกซึ่งช่วยให้คุณสามารถวัดความแข็งของชิ้นงานขนาดเล็กและขนาดเล็กได้ เครื่องทดสอบความแข็งแบบอัลตราโซนิคเหล่านี้สามารถทำการทดสอบแบบไม่ทำลายของชิ้นงานทดสอบได้

[ux_featured_products products=”” คอลัมน์=”4″]

 

คุณลักษณะนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทำการทดสอบความแข็งของชิ้นส่วนที่มีความไวสูงหรือชิ้นส่วนสำเร็จรูปได้

ลักษณะที่ไม่ทำลายของเครื่องทดสอบความแข็งนี้ยังช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทำการทดสอบความแข็งได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายทางกายภาพหรือโครงสร้างใดๆ ต่อชิ้นงานทดสอบซึ่งอาจนำไปสู่การกำจัดทิ้ง

การทดสอบการสะท้อนกลับโดยใช้วิธี Leeb เป็นการทดสอบความแข็งแบบไม่ทำลายอีกประเภทหนึ่ง

ภายใต้วิธีนี้ อุปกรณ์กระแทกจะใช้สปริงเพื่อขับเคลื่อนตัวกระแทกไปยังพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ ตัวกระแทกจะเด้งกลับหลังจากกระทบกับพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

เครื่องมือทดสอบจะกำหนดความแข็งโดยใช้อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าและวิเคราะห์เฟสต่อไปเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในการวางแนว

เครื่องทดสอบ Leeb เป็นแบบเคลื่อนย้ายได้และสามารถใช้ได้ในมุมต่างๆ ตราบเท่าที่ตั้งฉากกับพื้นผิวการทดสอบ

 

 

 

thไทย