مخطط تحويل الصلابة: HLD, HRC, HRB, HV, HB, HB, HSD

هل تساءلت يومًا ما الذي تعنيه تلك الأرقام الغامضة الموجودة على الأجزاء المعدنية؟ في هذا المقال، سوف نتعمق في عالم اختبار الصلابة الرائع ونستكشف المقاييس المختلفة المستخدمة لقياس مقاومة المواد للتشوه. سواءً كنت مهندسًا أو ميكانيكيًا أو مجرد فضولي بشأن خواص المعادن، فإن هذه المقالة ستزودك برؤى قيمة ومعرفة عملية لتعزيز فهمك لتقنيات قياس الصلابة.

جدول المحتويات

ما هي الصلابة؟

الصلابة هي مقياس لمقاومة المادة لمقاومة اختراق جسم صلب لسطحها، وهي بمثابة مؤشر أداء حاسم للمواد المعدنية. وعادةً ما ترتبط قيم الصلابة الأعلى بمقاومة أفضل للتآكل. مؤشرات الصلابة الأكثر شيوعًا هي صلابة برينل وصلابة روكويل وصلابة فيكرز.

ما هي الصلابة

1. صلابة برينل (HB)

تُقاس صلادة برينل عن طريق تطبيق حمولة محددة (عادةً 3000 كجم) على كرة فولاذية مقواة (قطرها عادةً 10 مم) مضغوطة في سطح المادة. بعد الحفاظ على الحمل لفترة محددة ثم التفريغ، يتم حساب قيمة صلادة برينل (HB) كنسبة الحمل إلى مساحة المسافة البادئة، معبراً عنها بوحدة نيوتن/مم² (نيوتن/مم²).

2. صلابة روكويل (HR)

عندما تتجاوز صلابة برينل (HB) 450 أو عندما تكون العينة صغيرة للغاية، يتم استخدام اختبار صلابة روكويل بدلاً من ذلك. يتضمن هذا الاختبار الضغط على مخروط ماسي بزاوية علوية 120 درجة أو كرة فولاذية (قطرها 1.59 مم أو 3.18 مم) في سطح المادة تحت حمولة محددة. ثم يتم حساب الصلابة بناءً على عمق المسافة البادئة. يتم التعبير عن صلابة روكويل بثلاثة مقاييس:

  • HRA: يستخدم حمولة 60 كجم وقاعدة مخروطية مخروطية ماسية، مناسبة للمواد شديدة الصلابة مثل السبائك الصلبة.
  • HRB: تستخدم حمولة 100 كجم وكرة فولاذية مقواة بقطر 1.58 مم، وهي مناسبة للمواد الأكثر ليونة مثل الفولاذ الملدن والحديد الزهر.
  • لجنة حقوق الإنسان: يستخدم حمولة بوزن 150 كجم ومخروط مخروطي ماسي، وهو مناسب للمواد شديدة الصلابة مثل الفولاذ المروي.

3. صلابة فيكرز (HV)

يتم تحديد صلابة فيكرز عن طريق الضغط على مخروط مربع ماسي بزاوية علوية 136 درجة وحمولة تصل إلى 120 كجم في سطح المادة. يتم حساب قيمة صلابة فيكرز (HV) بقسمة الحمل على مساحة سطح حفرة المسافة البادئة، معبراً عنها بوحدة كجم من الماس/مم².

4. صلابة ليب (HLD)

تقيس صلادة ليب الصلابة الموضعية أو الكلية للمواد المعدنية من خلال تقييم استجابة المادة لحمل الصدم. يمكن تحويل قيمة صلادة ليب إلى وحدات صلابة أخرى، مثل صلادة روكويل وبرينل.

5. صلابة الشاطئ (HSD)

تقيس صلابة شور صلابة المواد غير المعدنية من خلال تقييم مقاومة المادة لشكل معين من وحدات الإدخال. يمكن تحويل قيم صلابة شور إلى وحدات صلابة أخرى.

ملاحظة:

في اختبار صلابة روكويل، تمثل HRA وHRB وHRC ثلاثة مقاييس مختلفة: المقياس أ والمقياس ب والمقياس ب والمقياس ج. اختبار روكويل هو اختبار صلابة المسافة البادئة الشائع. تبدأ جميع المقاييس الثلاثة بضغط ابتدائي قدره 98.07 نيوتن (10 كيلو قدم)، ويتم حساب قيمة الصلابة بناءً على عمق المسافة البادئة. يستخدم المقياس (أ) أداة تثبيط مخروطية ماسية ذات ضغط أقصى يبلغ 588.4 نيوتن (60 كيلو قدم)؛ ويستخدم المقياس (ب) أداة تثبيط كروية فولاذية مقاس 1.588 مم (1/16 بوصة) بضغط أقصى يبلغ 980.7 نيوتن (100 كيلو قدم)؛ ويستخدم المقياس (ج) نفس المخروط الماسي مثل المقياس (أ) ولكن بضغط أقصى يبلغ 1471 نيوتن (150 كيلو قدم). المقياس B مناسب للمواد الأكثر ليونة، بينما المقياس C للمواد الأكثر صلابة.

تشير التجربة إلى وجود علاقة تقريبية بين قيم الصلابة المختلفة للمواد المعدنية وبين قيم الصلابة والقوة. يتم تحديد الصلابة من خلال مقاومة المادة للتشوه الأولي واللاحق للتشوه اللدنّي. ولذلك، تؤدي قوة المادة الأعلى عمومًا إلى صلابة أعلى. ومع ذلك، فإن علاقات التحويل بين المواد المختلفة ليست متسقة دائمًا.

راجع "جدول مقارنة الصلابة" أدناه لتحويل قيم الصلابة المختلفة للفولاذ.

مخطط تحويل الصلابة

وفقًا للمعيار الألماني DIN50150، يقارن الجدول التالي بين قوة الشد للمواد الفولاذية شائعة الاستخدام وصلابة فيكرز وصلابة برينل وصلابة روكويل.

1. مخطط صلابة HB، HB، HRC


قوة الشد
ر م
(نيوتن/مم2 )
صلابة فيكرز
الجهد العالي
صلابة برينل
إتش بي
صلابة روكويل
لجنة حقوق الإنسان
2508076.0
2708580.7
2859085.2
3059590.2
32010095.0
33510599.8
350110105
370115109
380120114
400125119
415130124
430135128
450140133
465145138
480150143
490155147
510160152
530165156
545170162
560175166
575180171
595185176
610190181
625195185
640200190
660205195
675210199
690215204
705220209
720225214
740230219
755235223
77024022820.3
78524523321.3
80025023822.2
82025524223.1
83526024724.0
85026525224.8
86527025725.6
88027526126.4
90028026627.1
91528527127.8
93029027628.5
95029528029.2
96530028529.8
99531029531.0
103032030432.2
106033031433.3
109534032334.4
112535033335.5
111536034236.6
119037035237.7
122038036138.8
125539037139.8
129040038040.8
132041039041.8
135042039942.7
138543040943.6
142044041844.5
145545042845.3
148546043746.1
152047044746.9
1555480(456)47.7
1595490(466)48.4
1630500(475)49.1
1665510(485)49.8
1700520(494)50.5
1740530(504)51.1
1775540(513)51.7
1810550(523)52.3
1845560(532)53.0
1880570(542)53.6
1920580(551)54.1
1955590(561)54.7
1995600(570)55.2
2030610(580)55.7
2070620(589)56.3
2105630(599)56.8
2145640(608)57.3
2180650(618)57.8
 660 58.3
 670 58.8
 680 59.2
 690 59.7
 700 60.1
 720 61.0
 740 61.8
 760 62.5
 780 63.3
 800 64.0
 820 64.7
 840 65.3
 860 65.9
 880 66.4
 900 67.0
 920 67.5
 940 68.0

2. مخطط الصلابة HV، HRC، HBS

الجهد العاليلجنة حقوق الإنسانHBS
94068
92067.5
90067
88066.4
86065.9
84065.3
82064.7
80064
78063.3
76062.5
74061.8
72061
70060.1
69059.7
68059.2
67058.8
66058.3
65057.8
64057.3
63056.8
62056.3
61055.7
60055.2
59054.7
58054.1
57053.6
56053
55052.3505
54051.7496
53051.1488
52050.5480
51049.8473
50049.1465
49048.4456
48047.7448
47046.9441
46046.1433
45045.3425
44044.5415
43043.6405
42042.7397
41041.8388
40040.8379
39039.8369
38038.8360
37037.7350
36036.6341
35035.5331
34034.4322
33033.3313
32032.2303
31031294
30029.8284
29529.2280
29028.5275
28527.8270
28027.1265
27526.4261
27025.6256
26524.8252
26024247
25523.1243
25022.2238
24521.3233
24020.3228
23018
22015.7
21013.4
20011
1908.5
1806
1703
1600

3. مخطط الصلابة HLD، HRC، HRB، HV، HB، HSB، HSD

ليب
HLD
روكويل
لجنة حقوق الإنسان
روكويل
HRB
فيكرز
الجهد العالي
برينيل
ح ب [1]
برينيل
ح ب [2]
شور
HSD
30083
30284
30485
30685
30886
31087
31287
31488
31689
31890
32090
32291
32492
32693
32894
33094
33295
33496
33697
33898
34099
342100
344101
346101
348102
35059.6103
35260.3104
35461105
35661.7106
35862.4107
36063.1108
36263.8109
36464.5110
36665.1111
36865.8112
37066.4114
37267115
37467.7116
37668.3117
37868.9118
38069.5119
38270.1120
38470.6121
38671.2123
38871.8124
39072.3125
39272.9126
39473.4127
39674129
39874.5130
40075131142
40275.5133144
40476134145
40676.5135147
40877136149
41077.5138150
41278139152
41478.4141153
41678.9142155
41879.3143156
42079.8145140157
42280.2146141159
42480.7148143160
42681.1149144162
42881.5151145163
43081.9152147165
43282.4154148166
43482.8155150168
43683.2157151169
43883.6158153171
44084160154172
44284.4161156174
44484.8163157175
44685.1164159176
44885.5166160178
45085.9168162179
45286.3169164181
45486.6171165182
45687173167184
45887.4174168185
46087.717617018726.4
46288.117817218826.7
46488.517917319027
46688.818117519127.3
46889.218317719327.6
47089.518517819427.9
47289.918618019628.2
47490.318818219728.5
47690.619018419828.8
4789119218520029.1
48091.319418720229.4
48291.719518920329.7
48492.119719120530
48692.419919220630.3
48892.820119420830.6
49093.120319620930.9
49293.520519821131.2
49493.920720021231.5
49694.320920221431.7
49894.621120421532
5009521320521732.2
50295.421520721932.5
50495.821720922032.8
50696.221921122233.1
50896.622121322433.3
51019.89722321522533.6
51220.297.422521722733.9
51420.697.922721922934.2
5162198.322922123034.4
51821.398.723122323234.7
52021.799.223322523435
5222299.623522723535.3
52422.423722923735.6
52622.823923123935.8
52823.124123424136.1
53023.524423624236.4
53223.824623824436.7
53424.124824024637
53624.525024224837.3
53824.825224425037.6
54025.225524625237.9
54225.525724925438.1
54425.825925125638.4
54626.226125325838.7
54826.526425525939
55026.826625826139.3
55227.126826226339.6
55427.527026226539.9
55627.827326526840.2
55828.127526727040.5
56028.427826927240.8
56228.828027227441.1
56429.128227427641.4
56629.428527627841.7
56829.728727928042
5703029028128242.3
57230.329228328542.6
57430.629428628742.9
57630.929728828943.2
57831.229929129243.5
58031.530229329443.8
58231.830429629644.1
58432.130729829944.4
58632.430930130144.7
58832.731230330445
5903331530630845.4
59233.331730831045.7
59433.632031131346
59633.932231431546.3
59834.232531631846.6
60034.532831932046.9
60234.833032232347.2
60435.133332432547.5
60635.433632732847.8
60835.733833033148.2
61035.934133233348.5
61236.234433533648.8
61436.534633833949.1
61636.834934034149.4
61837.135234334449.7
62037.435534634650.1
62237.635734934950.4
62437.936035135250.7
62638.236335435551
62838.536635735751.3
63038.736936036051.7
6323937236336352
63439.337536636652.3
63639.637736936952.6
63839.838037137152.9
64040.138337437453.3
64240.438637737753.6
64440.738938038053.9
64640.939238338354.2
64841.239538638654.6
65041.539838938954.9
65241.740139239255.2
6544240439539555.6
65642.340739839855.8
65842.641140140156.2
66042.841440440456.5
66243.141740740756.9
66443.442041041057.2
66643.642341341357.5
66843.942641741757.9
67044.142942042058.2
67244.443342342358.5
67444.743642642658.9
67644.943942942959.2
67845.244243243259.5
68045.544643543559.9
68245.744943943960.2
6844645244244260.5
68646.245644544560.9
68846.545944844861.2
69046.846345145161.6
6924746645545561.9
69447.346945845862.2
69647.547346146162.6
69847.847646546562.9
7004848046846863.3
70248.348347147163.6
70448.648747447464
70648.849147847864.3
70849.149448148164.6
71049.349848548565
71249.650148848865.3
71449.850549149165.7
71650.150949549566
71850.351349849866.4
72050.651650250266.7
72250.852050550567.1
72451.152450850867.4
72651.352851251267.8
72851.653251551568.2
73051.853551951968.5
73252.153952252268.9
73452.354352652669.2
73652.654752952969.6
73852.855153353369.9
74053.155553653670.3
74253.355954054070.7
74453.656354354371
74653.856854754771.4
74854.157255155171.8
75054.357655455472.1
75254.558055855872.5
75454.858456156172.9
7565558956556573.2
75855.359356956973.6
76055.559757257274
76255.760257657674.3
7645660658058074.7
76656.261058358375.1
76856.561558758775.5
77056.761959159175.8
77256.962459459476.2
77457.262859859876.6
77657.463360260277
77857.663860560577.4
78057.964260960977.7
78258.164761361378.1
78458.365261761778.5
78658.665762062078.9
78858.866262462479.3
7905966662862879.7
79259.267163263280.1
79459.567663563580.5
79659.768163963980.9
79859.968664364381.2
80060.169164764781.6
80260.469765165182
80460.670282.4
80660.870782.8
8086171283.2
81061.271883.7
81261.472384.1
81461.772884.5
81661.973484.9
81862.173985.3
82062.374585.7
82262.575086.1
82462.775686.5
82662.976287
82863.176887.4
83063.377387.8
83263.577988.2
83463.778588.6
83663.979189.1
83864.179789.5
84064.380389.9
84264.580990.4
84464.781690.8
84664.982291.2
84865.182891.7
85065.383592.1
85265.484192.6
85465.684893
85665.885493.5
8586686193.9
86066.286794.4
86266.387494.8
86466.588195.3
86666.788895.7
86866.889596.2
8706790296.7
87267.290997.1
87467.391697.6
87667.592398.1
87867.693198.6
88067.893899
8826894699.5
88468.1953
88668.2961
88868.4968
89068.5976

تحويل قيم صلابة الصلب

قيم التحويل التقريبية لصلابة الفولاذ فيكرز (HV) إلى قيم أخرى الصلابة والقوة التدابير.

صلابة فيكرزصلابة برينلصلابة روكويلصلابة روكويل السطحصلابة الشاطئقوة الشد (القيمة التقريبية)صلابة فيكرز
كرة فولاذية 10 ملم
حمولة 3000 كجم
إندنتر مخروط الماس المخروطي السطحي
كرة فولاذية قياسيةكرة فولاذية من كربيد التنجستن كربيد التنجستنA. المقياس-المقياس-المقياس -المقياس15-N30-N45-Nميجا باسكال (1000 رطل في الثانية)
حمولة 60 كجمحمولة 100 كجمحمولة 100 كجمحمولة 100 كجمالمقياسالمقياسالمقياس
إندنتر مخروط الماسإندنتر مخروط الماسإندنتر مخروط الماسإندنتر مخروط الماسحمولة 15 كجمحمولة 30 كجمحمولة 45 كجم
الجهد العاليHBSHBWHRAHRBلجنة حقوق الإنسانتنمية الموارد البشريةHR15NHR30NHR45Nالنظام المنزليσ(ب)الجهد العالي
12345678910111213
37035035069.2-37.753.679.257.440.4-1170(170)370
36034134168.7-10936.652.878.656.439.1501130(164)360
35033133168.1-35.551.97855.437.8-1095(159)350
34032232267.6-10834.451.177.454.436.5471070(155)340
33031331367-33.350.276.853.635.2-1035(150)330
32030330366.4-10732.349.476.252.333.9451005(146)320
31029429465.8-3148.475.651.332.5-980(142)310
30028428465.2-105.529.847.574.950.231.142950(138)300
29528028065.8-29.247.174.649.730.4-935(136)295
29027527564.5-104.528.546.574.24929.541915(133)290
28527027064.2-27.84673.848.428.7-905(131)285
28026526563.8-103.527.145.373.447.827.940890(129)280
27526126163.5-26.444.97347.227.1-875(127)275
27025625663.1-10225.644.372.646.426.238855(124)270
26525225262.7-24.843.772.145.725.2-840(122)265
26024724762.4-1012443.171.64524.337825(120)260
25524324362-23.142.271.144.223.2-36805(117)255
25023823861.699.522.241.770.643.422.2-795(115)250
24523323361.2-21.341.170.142.521.134780(113)245
24022822860.798.120.340.369.641.719.933765(111)240
230219219-96.7-18----32730(106)230
220209209-95-15.7----30695(101)220
210200200-93.4-13.4----29670(97)210
200190190-91.5-11----28635(92)200
190181181-89.5-8.5----26605(88)190
180171171-87.1-6----25580(84)180
170162162-85-3----24545(79)170
160152152-81.70----22515(75)160
150143143-78.7-----21490(71)150
140133133-75-----20455(66)140
130124124-71.2------425(62)130
120114114-66.7------390(57)120
110105105-62.3-------110
1009595-56.2-------100
959090-52-------95
908686-48-------90
858181-41------85
  • أ) تتماشى القيم الممثلة بالخط العريض في هذا الجدول مع قيم تحويل الصلادة وفقًا لجدول ASTM-E140 أعلاه، المدرجة من قبل جمعية SAE-ASM-ASTM المعنية.
  • ب) القيم العددية الواردة بين قوسين هي خارج النطاق، وهي مقدمة كمرجع فقط.

معادلات تحويل الصلابة

  1. صلابة الشاطئ (HS) = صلابة برينل (ب ب ن) / 10 + 12
  2. صلابة الشاطئ (HS) = صلابة روكويل (HRC) + 15
  3. صلادة برينل (BHN) = صلادة فيكرز (HV)
  4. صلابة روكويل (HRC) = صلابة برينل (BHN) / 10 - 3

صلابة روكويل (HRC) مقابل صلابة برينل (HB)

التحويل بين صلابة روكويل (HRC) وصلابة برينل (HB)

الصلابة هي مؤشر أداء يقيس درجة ليونة أو صلابة المادة. هناك العديد من الطرق لاختبار الصلابة، ولكل منها مبادئ مختلفة، مما يؤدي إلى قيم ومعاني صلابة مختلفة.

والأكثر شيوعًا هو اختبار صلابة المسافة البادئة للحمل الساكن، مثل اختبار صلابة برينل (HB) وصلابة روكويل (HRA وHRB وHRC) وصلابة فيكرز (HV).

تشير قيم الصلابة هذه إلى قدرة سطح المادة على مقاومة ثقب جسم صلب.

تنتمي صلابة ليب (HL) وصلابة شور (HS) الشهيرتان إلى اختبارات الصلابة الارتدادية، التي تمثل حجم عمل التشوه المرن للمعدن.

ولذلك، فإن الصلابة ليست كمية فيزيائية بسيطة، بل هي مؤشر أداء شامل يعكس مرونة المادة وليونتها وقوتها وصلابتها.

1. صلابة الفولاذ: رمز صلابة المعدن (الصلابة) هو H.

اعتماداً على طريقة الاختبار المستخدمة,

  • تقليديًا، توجد قياسات الصلابة برينل (HB) وروكويل (HRC) وفيكرز (HV) وليب (HL)، ومن بينها HB وHRC الأكثر استخدامًا.
  • يتميز مقياس صلابة برينل بمجموعة واسعة من التطبيقات، في حين أن مقياس صلابة HRC مناسب للمواد ذات الصلابة السطحية العالية، مثل صلابة المعالجة الحرارية. ويكمن الفرق بينهما في المسافة البادئة المستخدمة في جهاز اختبار الصلابة؛ حيث يستخدم جهاز اختبار صلابة برينل كرة فولاذية، بينما يستخدم جهاز اختبار صلابة روكويل ماسًا.
  • يستخدم HV للتحليل المجهري. يتم تحديد صلادة فيكرز (HV) عن طريق الضغط على مخروط مربع ماسي بحمولة تصل إلى 120 كجم وزاوية علوية 136 درجة في سطح المادة، ثم قسمة مساحة سطح حفرة المسافة البادئة على قيمة الحمولة للحصول على قيمة صلابة فيكرز (HV).
  • جهاز اختبار الصلابة المحمول HL سهل القياس. فهو يحسب الصلابة باستخدام كرة ارتدادية للارتداد عن سطح الصلابة، ومعادلة صلابة ليب HL=1000×VB (سرعة الارتداد) / VA (سرعة الارتداد).
  • يمكن لجهاز اختبار صلابة ليب المحمول الأكثر استخدامًا تحويل قياسات ليب (HL) إلى صلابة برينل (HB) وروكويل (HRC) وفيكرز (HV) وشور (HS). أو استخدام مبدأ ليب لقياس قيم الصلابة مباشرةً باستخدام برينل (HB) وروكويل (HRC) وفيكرز (HV) وليب (HL) وشور (HS).

تُستخدم صلابة روكويل (HRC) بشكل عام للمواد ذات الصلابة العالية، مثل تلك المواد بعد المعالجة الحرارية.

2. HB - صلابة برينل

ويستخدم هذا عادةً عندما تكون المادة أكثر ليونة، مثل المعادن غير الحديدية، أو الفولاذ قبل المعالجة الحرارية أو بعد التلدين. تقاس صلادة برينل (HB) عن طريق تطبيق حمل اختبار معين للضغط على كرة فولاذية مقواة أو كرة كربيد بقطر معين في سطح المعدن الذي يتم اختباره، والحفاظ عليها لفترة زمنية محددة، ثم تفريغها وقياس قطر المسافة البادئة على السطح المختبر.

يتم الحصول على قيمة صلابة برينل بقسمة الحمل على مساحة السطح الكروية للمسافة البادئة.

عادةً ما يتم استخدام حمولة معينة (بشكل عام 3000 كجم) للضغط على كرة فولاذية مقواة بحجم معين (قطرها 10 مم بشكل عام) في سطح المادة، ويتم الحفاظ عليها لفترة من الوقت، وبعد التفريغ، تكون نسبة الحمل إلى مساحة المسافة البادئة هي قيمة صلابة برينل (HB)، بوحدات بالكيلو جرام قوة/مم2 (نيوتن/مم2).

3. تستخدم صلابة روكويل عمق التشوه البلاستيكي للمسافة البادئة لتحديد مؤشر قيمة الصلابة.

وحدة الصلابة هي 0.002 ملليمتر. عندما يكون HB> 450 أو تكون العينة صغيرة جداً، لا يمكن استخدام اختبار صلابة برينل ويتم اعتماد قياس صلابة روكويل بدلاً من ذلك. وينطوي ذلك على استخدام مخروط ماسي بزاوية قمة 120 درجة أو كرة فولاذية بقطر 1.59 أو 3.18 مم، تحت حمولة معينة، يتم ضغطها على سطح المادة، وتحديد صلابة المادة من عمق المسافة البادئة. وفقًا للصلابة المختلفة لمادة الاختبار، يتم استخدام ثلاثة مقاييس مختلفة:

  • HRA: يستخدم حمولة 60 كجم ومخروط الماس لتحديد الصلابة، ويستخدم للمواد ذات الصلابة العالية للغاية (مثل السبائك الصلبة، إلخ).
  • HRB: تستخدم حمولة 100 كجم وكرة فولاذية مقواة بقطر 1.58 مم لتحديد الصلابة، وتستخدم للمواد ذات الصلابة الأقل (مثل الفولاذ الملدن والحديد الزهر، إلخ).
  • HRC: يستخدم حمولة 150 كجم ومقياس مخروطي ماسي لتحديد الصلابة، ويستخدم للمواد ذات الصلابة العالية جدًا (مثل الفولاذ المقوى، إلخ).

بالإضافة إلى ذلك:

  • HRC يعني مقياس صلابة روكويل C.
  • يستخدم كل من HRC و HB على نطاق واسع في الإنتاج.
  • النطاق المطبق في HRC هو HRC 20-67، أي ما يعادل HB225-650.

إذا تجاوزت الصلابة هذا النطاق، استخدم مقياس الصلابة Rockwell A (HRA).

إذا كانت الصلابة أقل من هذا النطاق، استخدم صلابة روكويل ب مقياس (HRB).

الحد الأعلى لصلابة برينل هو HB650؛ ولا يمكن أن تتجاوز هذه القيمة.

4. مقياس صلابة مقياس روكويل لاختبار الصلابة C هو مخروط ماسي بزاوية قمة 120 درجة. حمولة الاختبار هي قيمة ثابتة، والمعيار الصيني هو 150 كيلوجرامًا من القوة. أما مركز اختبار صلابة برينل فهو عبارة عن كرة فولاذية صلبة (HBS) أو سبيكة صلبة كرة (HBW). يختلف حمل الاختبار باختلاف قطر الكرة، حيث يتراوح بين 3000 إلى 31.25 كجم من القوة.

5. تكون المسافة البادئة لصلابة روكويل صغيرة جدًا، وتكون قيمة القياس محلية، لذا يجب حساب متوسط القيمة بقياس عدة نقاط. وهو مناسب للمنتجات النهائية والصفائح الرقيقة، ويُصنف كاختبار غير مدمر. تكون المسافة البادئة لصلابة برينل أكبر، وقيمة القياس دقيقة، ولكنها غير مناسبة للمنتجات النهائية والصفائح الرقيقة. لا يُصنف بشكل عام على أنه اختبار غير متلف.

6. إن قيمة صلابة صلابة روكويل هي رقم بلا أبعاد، وليس لها وحدة. (ولذلك، من الخطأ الإشارة إلى صلابة روكويل على أنها درجة.) أما قيمة صلابة برينل فلها وحدة قياس ولها علاقة تقريبية معينة مع قوة الشد.

7. يتم عرض صلابة روكويل مباشرة على القرص ويمكن أيضًا عرضها رقميًا. وهي مريحة في التشغيل وسريعة وبديهية ومناسبة للإنتاج بكميات كبيرة. تتطلب صلابة برينل استخدام مجهر لقياس قطر المسافة البادئة، ثم البحث في الجدول أو حسابها، والعملية مرهقة نسبيًا.

8. في ظل ظروف معينة، يمكن تحويل HB وHRC بالبحث في جدول. يمكن تذكُّر معادلة الحساب الذهني تقريبًا على النحو التالي: 1HRC≈1/10HB.

اختبار الصلابة

الصلابة هي خاصية بالغة الأهمية للمواد، خاصة في التطبيقات الصناعية والهندسية. وتشير إلى قياس مقاومة المادة للتشوه، وخاصة التشوه البلاستيكي، عند تعرضها لقوة ما. بعبارات أبسط، تشير الصلابة إلى قدرة المادة على مقاومة الاختراق أو الخدش أو التآكل. هذه السمة مهمة للغاية عند تقييم أداء ومتانة المواد المستخدمة في بيئات مختلفة.

هناك العديد من مقاييس وطرق قياس الصلابة، لكن المقاييس والطرق الشائعة الاستخدام تشمل HLD وHRC وHRB وHVB وHB وHB وHSD. يختبر كل من هذه المقاييس جوانب مختلفة من مقاومة المادة للقوى أو التشوه باستخدام تقنيات وآلات اختبار محددة. من المهم فهم مقاييس الصلابة المختلفة لأنها قد تقدم نتائج مختلفة وهي الأنسب لأنواع محددة من المواد.

HLD، أو صلابة ليب، هو اختبار صلابة ديناميكي يقيس سرعة ارتداد جسم صغير بعد ارتطامه بالمادة قيد الاختبار. كلما زادت سرعة الارتداد، زادت صلابة المادة. يُستخدم اختبار الصلادة الديناميكية للصدمات الديناميكية في الموقع للمكونات الكبيرة والمرهقة.

تستخدم مقاييس صلابة HRC وHRB وغيرها من مقاييس صلابة روكويل الأخرى مسافة بادئة صغيرة لإحداث مسافة بادئة على سطح المادة تحت قوة محددة مسبقًا. يتم قياس عمق المسافة البادئة مما يعطينا مؤشرًا على الصلابة. يتم تمثيل قيم الصلادة على أنها 0-100 HRC، 0-100 HRB، وهكذا. تُستخدم صلادة روكويل عادةً لتقييم المعادن والمواد الأكثر صلابة.

تمثل HV صلابة فيكرز وتستخدم أداة إزاحة هرمية ماسية مع تطبيق حمولة لإحداث مسافة بادئة صغيرة على سطح المادة. ثم يتم قياس أبعاد المسافة البادئة التي تكشف عن قيمة صلابة المادة. يناسب جهاز فيكرز للصلابة المواد ذات مستويات الصلابة والسماكات المختلفة، بما في ذلك السيراميك والطلاءات المعدنية الرقيقة.

تشير HB إلى صلابة برينل وتستخدم مسافة بادئة كروية تحت حمولة محددة يتم دفعها في المادة. يتم قياس قطر المسافة البادئة المتبقية لتحديد صلابة المادة. تُستخدم صلادة برينل عادةً للمواد الأكثر ليونة مثل الألومنيوم والنحاس الأصفر وبعض المواد أنواع الفولاذ.

وأخيرًا، HSD هو اختصار لـ HSD وهو اختصار لمقياس الصلابة - وهي طريقة اختبار صلابة أقل شيوعًا تعمل على مبدأ قياس ارتفاع ارتداد المطرقة ذات الرأس الماسي بعد أن تصطدم بسطح المادة.

يُعد اختيار طريقة قياس الصلابة المناسبة أمرًا بالغ الأهمية للحصول على نتائج دقيقة وقياس أداء المواد. من الضروري النظر في خواص الموادومتطلبات الصناعة واحتياجات التطبيق لاتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار طرق قياس الصلابة.

ما هي مصادر الخطأ الشائعة في اختبار الصلابة وكيف يمكن تقليل هذه الأخطاء؟

تتضمن المصادر الشائعة للأخطاء في اختبار الصلابة بشكل أساسي أخطاء من جهاز اختبار الصلابة نفسه، والتغيرات في ظروف الاختبار، والأخطاء الفنية من المشغل. وعلى وجه التحديد، يمكن تقسيم مصادر الخطأ في اختبار صلابة روكويل إلى ثلاث فئات رئيسية: الفئة الأولى هي المشكلات المتعلقة بجهاز اختبار الصلابة نفسه، مثل قوة الاختبار، وخطأ موضع المسند، وخطأ في بنية القياس؛ وتنبع الفئة الثانية من الأخطاء من التغيرات في ظروف الاختبار؛ وتنشأ الفئة الثالثة من الأخطاء من الأخطاء الفنية من المشغل. تشمل مصادر الخطأ في اختبار الصلابة فيكرز استهداف المشغل وقراءته لأقطار المسافة البادئة، والتي قد تكون خاطئة، واختلافات النتائج التي قد تنشأ من اختلاف العاملين الذين يستخدمون أجهزة قياس مختلفة.

للحد من هذه الأخطاء، يمكن اتخاذ التدابير التالية:

بالنسبة للأخطاء الناتجة عن جهاز اختبار الصلابة نفسه، يمكن تقليلها من خلال المعايرة والصيانة الدورية. على سبيل المثال، بالنسبة لأجهزة اختبار الصلابة Rockwell، تأكد من أن أجزائها لا تتشوه أو تتحرك لتجنب الأخطاء الناجمة عن تجاوز معايير الصلابة للمعايير المحددة.

تحسين ظروف الاختبار، مثل زيادة خشونة السطح والوزن ودرجة اقتران قطعة العمل، خاصةً عند قياس صلابة برينل. بالنسبة للمواد الخاصة مثل الألواح الرقيقة، ضع طبقة موحدة من الزبدة أو الفازلين على الجانب الخلفي لتحسين تأثير الاقتران.

تقليل الأخطاء الفنية للمشغل. يمكن لأجهزة اختبار الصلابة الأوتوماتيكية بالكامل من فيكرز أن تقضي إلى حد كبير على الأخطاء البشرية لأنها تقلل من الاعتماد على استهداف وقراءة أقطار المسافة البادئة.

استخدم أجهزة اختبار صلابة مناسبة للاختبار. على سبيل المثال، بالنسبة لقطع العمل الصغيرة، اختر جهاز اختبار صلابة مناسب واتخذ التدابير المناسبة لتقليل الأخطاء، مثل تجنب التأثير الجانبي على المواد المجوفة.

من خلال هذه الإجراءات، يمكن تقليل الأخطاء في اختبار الصلابة بشكل فعال، مما يحسن دقة وموثوقية نتائج الاختبار.

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
شين
المؤلف

شين

مؤسس MachineMFG

بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.

قد يعجبك أيضاً
اخترناها لك فقط من أجلك. تابع القراءة وتعرف على المزيد!

فهم اختبار الصلابة: دليل كامل

هل تساءلت يوماً عن سبب صلابة الألماس؟ في هذا المقال، سنستكشف في هذا المقال عالم صلابة المواد الرائع، من التلك إلى الماس. سوف تتعلم كيف أن الاختبارات المختلفة، مثل برينل وروكويل و...

صب السيارات: كل ما تحتاج إلى معرفته

هل تساءلت يوماً كيف تُصنع الأجزاء المعقدة من سيارتك؟ تكشف لك هذه المقالة عن العالم الرائع لسبك السيارات، وتوضح بالتفصيل التقنيات والأساليب المتقدمة التي تشكل...
الماكينةMFG
ارتقِ بعملك إلى المستوى التالي
اشترك في نشرتنا الإخبارية
آخر الأخبار والمقالات والمصادر التي يتم إرسالها إلى صندوق الوارد الخاص بك أسبوعياً.

اتصل بنا

سيصلك ردنا خلال 24 ساعة.