سه استاندارد سختی برای فولاد

توانایی یک ماده فلزی برای مقاومت در برابر تورفتگی سطح توسط اشیاء سخت ، سختی نامیده می شود. با توجه به روشهای مختلف تست و دامنه کاربرد ، سختی می تواند به سختی برینل ، سختی راکول ، سختی ویکرز ، سختی ساحل ، ریزگردها و سختی درجه حرارت تقسیم شود. سه سختی استفاده شده برای لوله ها وجود دارد: برینل ، راکول و سختی ویکرز.

A. سختی برینل (HB)

از یک توپ فولادی یا توپ کاربید با قطر مشخص استفاده کنید تا با نیروی تست مشخص شده (F) به سطح نمونه فشار دهید. پس از زمان نگه داشتن مشخص شده ، نیروی آزمایش را برداشته و قطر تورفتگی (L) را روی سطح نمونه اندازه گیری کنید. مقدار سختی برینل ، مقدار به دست آمده با تقسیم نیروی آزمایش بر اساس سطح حوزه درون آن است. بیان شده در HBS (توپ فولادی) ، واحد N/MM2 (MPa) است.

فرمول محاسبه:
در فرمول: F- نیروی آزمایشی که به سطح نمونه فلزی فشار داده شده است ، n ؛
D -Diameter از توپ فولادی برای تست ، MM ؛
قطر D- میانگین تورفتگی ، میلی متر.
اندازه گیری سختی برینل دقیق تر و قابل اطمینان تر است ، اما به طور کلی HBS فقط برای مواد فلزی زیر 450n/mm2 (MPa) مناسب است و برای صفحات سخت تر یا بشقاب نازک تر مناسب نیست. در بین استانداردهای لوله فولادی ، سختی برینل بیشترین استفاده را دارد. قطر تورفتگی D اغلب برای بیان سختی مواد استفاده می شود ، که هم بصری و هم مناسب است.
مثال: 120HBS10/1000130: این بدان معنی است که مقدار سختی برینل با استفاده از یک توپ فولادی به قطر 10 میلی متری تحت نیروی آزمایش 1000kgf (9.807kN) برای 30s (ثانیه) 120N/mm2 (MPa) اندازه گیری می شود.

B. سختی راکول (HR)

تست سختی Rockwell ، مانند تست سختی برینل ، یک روش آزمایش تورفتگی است. تفاوت در این است که عمق تورفتگی را اندازه گیری می کند. این است که ، تحت عمل پی در پی نیروی آزمایش اولیه (FO) و نیروی تست کل (F) ، تورفتگی (مخروط یا توپ فولادی آسیاب فولادی) به سطح نمونه فشرده می شود. پس از زمان برگزاری مشخص شده ، نیروی اصلی برداشته می شود. نیروی آزمایش ، از افزایش عمق تورفتگی باقیمانده (E) برای محاسبه مقدار سختی استفاده کنید. مقدار آن یک عدد ناشناس است که توسط نماد HR نشان داده شده است ، و مقیاس های مورد استفاده شامل 9 مقیاس از جمله A ، B ، C ، D ، E ، F ، G ، H و K. در میان آنها ، مقیاس هایی است که معمولاً برای فولاد استفاده می شود آزمایش سختی به طور کلی A ، B و C است ، یعنی HRA ، HRB و HRC.

مقدار سختی با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:
هنگام آزمایش با مقیاس A و C ، HR = 100-E
هنگام آزمایش با مقیاس B ، HR = 130-E
در فرمول ، E - افزایش عمق تورفتگی باقیمانده در واحد مشخص شده 0.002 میلی متر بیان می شود ، یعنی وقتی جابجایی محوری intenter یک واحد (0.002 میلی متر) است ، معادل تغییر در سختی Rockwell توسط یک تعداد. هرچه مقدار E بزرگتر باشد ، سختی فلز را پایین می آورد و بالعکس.
دامنه قابل اجرا از سه مقیاس فوق به شرح زیر است:
HRA (مخروط الماس) 20-88
HRC (الماس مخروط الماس) 20-70
HRB (قطر 1.588 میلی متر توپ فولادی) 20-100
تست سختی Rockwell روشی گسترده در حال حاضر است که از این میان HRC در استانداردهای لوله فولادی استفاده می شود و فقط برای برینل سختی HB استفاده می شود. از سختی Rockwell می توان برای اندازه گیری مواد فلزی از بسیار نرم تا بسیار سخت استفاده کرد. این کاستی های روش Brinell را تشکیل می دهد. این ساده تر از روش Brinell است و مقدار سختی را می توان مستقیماً از طریق شماره گیری دستگاه سختی خواند. با این حال ، به دلیل تورفتگی کوچک ، مقدار سختی به اندازه روش برینل دقیق نیست.

ج. ویکرز سختی (HV)

تست سختی ویکرز نیز یک روش تست تورفتگی است. این ماده یک الماس هرمی مربع را با زاویه ای از 1360 بین سطوح مخالف به سطح آزمایش در یک نیروی آزمایش انتخاب شده (F) وارد می کند و پس از زمان نگهدارنده مشخص شده آن را حذف می کند. نیروی ، طول دو مورب تورفتگی را اندازه گیری کنید.

مقدار سختی ویکرز مقدار نیروی آزمایشی است که بر اساس سطح سطح تورفتگی تقسیم می شود. فرمول محاسبه آن:
در فرمول: نماد سختی HV -Vickers ، n/mm2 (MPa) ؛
F -test Force ، N ؛
D- میانگین حسابی از دو مورب تورفتگی ، میلی متر.
نیروی تست F مورد استفاده در سختی ویکرز 5 (49.03) ، 10 (98.07) ، 20 (196.1) ، 30 (294.2) ، 50 (490.3) ، 100 (980.7) KGF (N) و شش سطح دیگر است. مقدار سختی را می توان اندازه گیری کرد. دامنه 5 ~ 1000H ولت است.
مثال روش بیان: 640HV30/20 به این معنی است که مقدار سختی ویکرز با نیروی آزمایش 30HGF (294.2N) برای 20 (ثانیه) 640N/mm2 (MPa) اندازه گیری می شود.
از روش سختی ویکرز می توان برای تعیین سختی مواد فلزی بسیار نازک و لایه های سطح استفاده کرد. این مزایای اصلی روش های Brinell و Rockwell را دارد و بر کاستی های اساسی آنها غلبه می کند ، اما به سادگی روش Rockwell نیست. روش ویکرز به ندرت در استانداردهای لوله فولادی استفاده می شود.