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.
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.
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).
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:
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.
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.
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.
وفقًا للمعيار الألماني DIN50150، يقارن الجدول التالي بين قوة الشد للمواد الفولاذية شائعة الاستخدام وصلابة فيكرز وصلابة برينل وصلابة روكويل.
قوة الشد ر م (نيوتن/مم2 ) | صلابة فيكرز الجهد العالي | صلابة برينل إتش بي | صلابة روكويل لجنة حقوق الإنسان |
250 | 80 | 76.0 | – |
270 | 85 | 80.7 | – |
285 | 90 | 85.2 | – |
305 | 95 | 90.2 | – |
320 | 100 | 95.0 | – |
335 | 105 | 99.8 | – |
350 | 110 | 105 | – |
370 | 115 | 109 | – |
380 | 120 | 114 | – |
400 | 125 | 119 | – |
415 | 130 | 124 | – |
430 | 135 | 128 | – |
450 | 140 | 133 | – |
465 | 145 | 138 | – |
480 | 150 | 143 | – |
490 | 155 | 147 | – |
510 | 160 | 152 | – |
530 | 165 | 156 | – |
545 | 170 | 162 | – |
560 | 175 | 166 | – |
575 | 180 | 171 | – |
595 | 185 | 176 | – |
610 | 190 | 181 | – |
625 | 195 | 185 | – |
640 | 200 | 190 | – |
660 | 205 | 195 | – |
675 | 210 | 199 | – |
690 | 215 | 204 | – |
705 | 220 | 209 | – |
720 | 225 | 214 | – |
740 | 230 | 219 | – |
755 | 235 | 223 | – |
770 | 240 | 228 | 20.3 |
785 | 245 | 233 | 21.3 |
800 | 250 | 238 | 22.2 |
820 | 255 | 242 | 23.1 |
835 | 260 | 247 | 24.0 |
850 | 265 | 252 | 24.8 |
865 | 270 | 257 | 25.6 |
880 | 275 | 261 | 26.4 |
900 | 280 | 266 | 27.1 |
915 | 285 | 271 | 27.8 |
930 | 290 | 276 | 28.5 |
950 | 295 | 280 | 29.2 |
965 | 300 | 285 | 29.8 |
995 | 310 | 295 | 31.0 |
1030 | 320 | 304 | 32.2 |
1060 | 330 | 314 | 33.3 |
1095 | 340 | 323 | 34.4 |
1125 | 350 | 333 | 35.5 |
1115 | 360 | 342 | 36.6 |
1190 | 370 | 352 | 37.7 |
1220 | 380 | 361 | 38.8 |
1255 | 390 | 371 | 39.8 |
1290 | 400 | 380 | 40.8 |
1320 | 410 | 390 | 41.8 |
1350 | 420 | 399 | 42.7 |
1385 | 430 | 409 | 43.6 |
1420 | 440 | 418 | 44.5 |
1455 | 450 | 428 | 45.3 |
1485 | 460 | 437 | 46.1 |
1520 | 470 | 447 | 46.9 |
1555 | 480 | (456) | 47.7 |
1595 | 490 | (466) | 48.4 |
1630 | 500 | (475) | 49.1 |
1665 | 510 | (485) | 49.8 |
1700 | 520 | (494) | 50.5 |
1740 | 530 | (504) | 51.1 |
1775 | 540 | (513) | 51.7 |
1810 | 550 | (523) | 52.3 |
1845 | 560 | (532) | 53.0 |
1880 | 570 | (542) | 53.6 |
1920 | 580 | (551) | 54.1 |
1955 | 590 | (561) | 54.7 |
1995 | 600 | (570) | 55.2 |
2030 | 610 | (580) | 55.7 |
2070 | 620 | (589) | 56.3 |
2105 | 630 | (599) | 56.8 |
2145 | 640 | (608) | 57.3 |
2180 | 650 | (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 |
الجهد العالي | لجنة حقوق الإنسان | HBS |
940 | 68 | |
920 | 67.5 | |
900 | 67 | |
880 | 66.4 | |
860 | 65.9 | |
840 | 65.3 | |
820 | 64.7 | |
800 | 64 | |
780 | 63.3 | |
760 | 62.5 | |
740 | 61.8 | |
720 | 61 | |
700 | 60.1 | |
690 | 59.7 | |
680 | 59.2 | |
670 | 58.8 | |
660 | 58.3 | |
650 | 57.8 | |
640 | 57.3 | |
630 | 56.8 | |
620 | 56.3 | |
610 | 55.7 | |
600 | 55.2 | |
590 | 54.7 | |
580 | 54.1 | |
570 | 53.6 | |
560 | 53 | |
550 | 52.3 | 505 |
540 | 51.7 | 496 |
530 | 51.1 | 488 |
520 | 50.5 | 480 |
510 | 49.8 | 473 |
500 | 49.1 | 465 |
490 | 48.4 | 456 |
480 | 47.7 | 448 |
470 | 46.9 | 441 |
460 | 46.1 | 433 |
450 | 45.3 | 425 |
440 | 44.5 | 415 |
430 | 43.6 | 405 |
420 | 42.7 | 397 |
410 | 41.8 | 388 |
400 | 40.8 | 379 |
390 | 39.8 | 369 |
380 | 38.8 | 360 |
370 | 37.7 | 350 |
360 | 36.6 | 341 |
350 | 35.5 | 331 |
340 | 34.4 | 322 |
330 | 33.3 | 313 |
320 | 32.2 | 303 |
310 | 31 | 294 |
300 | 29.8 | 284 |
295 | 29.2 | 280 |
290 | 28.5 | 275 |
285 | 27.8 | 270 |
280 | 27.1 | 265 |
275 | 26.4 | 261 |
270 | 25.6 | 256 |
265 | 24.8 | 252 |
260 | 24 | 247 |
255 | 23.1 | 243 |
250 | 22.2 | 238 |
245 | 21.3 | 233 |
240 | 20.3 | 228 |
230 | 18 | |
220 | 15.7 | |
210 | 13.4 | |
200 | 11 | |
190 | 8.5 | |
180 | 6 | |
170 | 3 | |
160 | 0 |
ليب HLD | روكويل لجنة حقوق الإنسان | روكويل HRB | فيكرز الجهد العالي | برينيل ح ب [1] | برينيل ح ب [2] | شور HSD |
300 | 83 | |||||
302 | 84 | |||||
304 | 85 | |||||
306 | 85 | |||||
308 | 86 | |||||
310 | 87 | |||||
312 | 87 | |||||
314 | 88 | |||||
316 | 89 | |||||
318 | 90 | |||||
320 | 90 | |||||
322 | 91 | |||||
324 | 92 | |||||
326 | 93 | |||||
328 | 94 | |||||
330 | 94 | |||||
332 | 95 | |||||
334 | 96 | |||||
336 | 97 | |||||
338 | 98 | |||||
340 | 99 | |||||
342 | 100 | |||||
344 | 101 | |||||
346 | 101 | |||||
348 | 102 | |||||
350 | 59.6 | 103 | ||||
352 | 60.3 | 104 | ||||
354 | 61 | 105 | ||||
356 | 61.7 | 106 | ||||
358 | 62.4 | 107 | ||||
360 | 63.1 | 108 | ||||
362 | 63.8 | 109 | ||||
364 | 64.5 | 110 | ||||
366 | 65.1 | 111 | ||||
368 | 65.8 | 112 | ||||
370 | 66.4 | 114 | ||||
372 | 67 | 115 | ||||
374 | 67.7 | 116 | ||||
376 | 68.3 | 117 | ||||
378 | 68.9 | 118 | ||||
380 | 69.5 | 119 | ||||
382 | 70.1 | 120 | ||||
384 | 70.6 | 121 | ||||
386 | 71.2 | 123 | ||||
388 | 71.8 | 124 | ||||
390 | 72.3 | 125 | ||||
392 | 72.9 | 126 | ||||
394 | 73.4 | 127 | ||||
396 | 74 | 129 | ||||
398 | 74.5 | 130 | ||||
400 | 75 | 131 | 142 | |||
402 | 75.5 | 133 | 144 | |||
404 | 76 | 134 | 145 | |||
406 | 76.5 | 135 | 147 | |||
408 | 77 | 136 | 149 | |||
410 | 77.5 | 138 | 150 | |||
412 | 78 | 139 | 152 | |||
414 | 78.4 | 141 | 153 | |||
416 | 78.9 | 142 | 155 | |||
418 | 79.3 | 143 | 156 | |||
420 | 79.8 | 145 | 140 | 157 | ||
422 | 80.2 | 146 | 141 | 159 | ||
424 | 80.7 | 148 | 143 | 160 | ||
426 | 81.1 | 149 | 144 | 162 | ||
428 | 81.5 | 151 | 145 | 163 | ||
430 | 81.9 | 152 | 147 | 165 | ||
432 | 82.4 | 154 | 148 | 166 | ||
434 | 82.8 | 155 | 150 | 168 | ||
436 | 83.2 | 157 | 151 | 169 | ||
438 | 83.6 | 158 | 153 | 171 | ||
440 | 84 | 160 | 154 | 172 | ||
442 | 84.4 | 161 | 156 | 174 | ||
444 | 84.8 | 163 | 157 | 175 | ||
446 | 85.1 | 164 | 159 | 176 | ||
448 | 85.5 | 166 | 160 | 178 | ||
450 | 85.9 | 168 | 162 | 179 | ||
452 | 86.3 | 169 | 164 | 181 | ||
454 | 86.6 | 171 | 165 | 182 | ||
456 | 87 | 173 | 167 | 184 | ||
458 | 87.4 | 174 | 168 | 185 | ||
460 | 87.7 | 176 | 170 | 187 | 26.4 | |
462 | 88.1 | 178 | 172 | 188 | 26.7 | |
464 | 88.5 | 179 | 173 | 190 | 27 | |
466 | 88.8 | 181 | 175 | 191 | 27.3 | |
468 | 89.2 | 183 | 177 | 193 | 27.6 | |
470 | 89.5 | 185 | 178 | 194 | 27.9 | |
472 | 89.9 | 186 | 180 | 196 | 28.2 | |
474 | 90.3 | 188 | 182 | 197 | 28.5 | |
476 | 90.6 | 190 | 184 | 198 | 28.8 | |
478 | 91 | 192 | 185 | 200 | 29.1 | |
480 | 91.3 | 194 | 187 | 202 | 29.4 | |
482 | 91.7 | 195 | 189 | 203 | 29.7 | |
484 | 92.1 | 197 | 191 | 205 | 30 | |
486 | 92.4 | 199 | 192 | 206 | 30.3 | |
488 | 92.8 | 201 | 194 | 208 | 30.6 | |
490 | 93.1 | 203 | 196 | 209 | 30.9 | |
492 | 93.5 | 205 | 198 | 211 | 31.2 | |
494 | 93.9 | 207 | 200 | 212 | 31.5 | |
496 | 94.3 | 209 | 202 | 214 | 31.7 | |
498 | 94.6 | 211 | 204 | 215 | 32 | |
500 | 95 | 213 | 205 | 217 | 32.2 | |
502 | 95.4 | 215 | 207 | 219 | 32.5 | |
504 | 95.8 | 217 | 209 | 220 | 32.8 | |
506 | 96.2 | 219 | 211 | 222 | 33.1 | |
508 | 96.6 | 221 | 213 | 224 | 33.3 | |
510 | 19.8 | 97 | 223 | 215 | 225 | 33.6 |
512 | 20.2 | 97.4 | 225 | 217 | 227 | 33.9 |
514 | 20.6 | 97.9 | 227 | 219 | 229 | 34.2 |
516 | 21 | 98.3 | 229 | 221 | 230 | 34.4 |
518 | 21.3 | 98.7 | 231 | 223 | 232 | 34.7 |
520 | 21.7 | 99.2 | 233 | 225 | 234 | 35 |
522 | 22 | 99.6 | 235 | 227 | 235 | 35.3 |
524 | 22.4 | 237 | 229 | 237 | 35.6 | |
526 | 22.8 | 239 | 231 | 239 | 35.8 | |
528 | 23.1 | 241 | 234 | 241 | 36.1 | |
530 | 23.5 | 244 | 236 | 242 | 36.4 | |
532 | 23.8 | 246 | 238 | 244 | 36.7 | |
534 | 24.1 | 248 | 240 | 246 | 37 | |
536 | 24.5 | 250 | 242 | 248 | 37.3 | |
538 | 24.8 | 252 | 244 | 250 | 37.6 | |
540 | 25.2 | 255 | 246 | 252 | 37.9 | |
542 | 25.5 | 257 | 249 | 254 | 38.1 | |
544 | 25.8 | 259 | 251 | 256 | 38.4 | |
546 | 26.2 | 261 | 253 | 258 | 38.7 | |
548 | 26.5 | 264 | 255 | 259 | 39 | |
550 | 26.8 | 266 | 258 | 261 | 39.3 | |
552 | 27.1 | 268 | 262 | 263 | 39.6 | |
554 | 27.5 | 270 | 262 | 265 | 39.9 | |
556 | 27.8 | 273 | 265 | 268 | 40.2 | |
558 | 28.1 | 275 | 267 | 270 | 40.5 | |
560 | 28.4 | 278 | 269 | 272 | 40.8 | |
562 | 28.8 | 280 | 272 | 274 | 41.1 | |
564 | 29.1 | 282 | 274 | 276 | 41.4 | |
566 | 29.4 | 285 | 276 | 278 | 41.7 | |
568 | 29.7 | 287 | 279 | 280 | 42 | |
570 | 30 | 290 | 281 | 282 | 42.3 | |
572 | 30.3 | 292 | 283 | 285 | 42.6 | |
574 | 30.6 | 294 | 286 | 287 | 42.9 | |
576 | 30.9 | 297 | 288 | 289 | 43.2 | |
578 | 31.2 | 299 | 291 | 292 | 43.5 | |
580 | 31.5 | 302 | 293 | 294 | 43.8 | |
582 | 31.8 | 304 | 296 | 296 | 44.1 | |
584 | 32.1 | 307 | 298 | 299 | 44.4 | |
586 | 32.4 | 309 | 301 | 301 | 44.7 | |
588 | 32.7 | 312 | 303 | 304 | 45 | |
590 | 33 | 315 | 306 | 308 | 45.4 | |
592 | 33.3 | 317 | 308 | 310 | 45.7 | |
594 | 33.6 | 320 | 311 | 313 | 46 | |
596 | 33.9 | 322 | 314 | 315 | 46.3 | |
598 | 34.2 | 325 | 316 | 318 | 46.6 | |
600 | 34.5 | 328 | 319 | 320 | 46.9 | |
602 | 34.8 | 330 | 322 | 323 | 47.2 | |
604 | 35.1 | 333 | 324 | 325 | 47.5 | |
606 | 35.4 | 336 | 327 | 328 | 47.8 | |
608 | 35.7 | 338 | 330 | 331 | 48.2 | |
610 | 35.9 | 341 | 332 | 333 | 48.5 | |
612 | 36.2 | 344 | 335 | 336 | 48.8 | |
614 | 36.5 | 346 | 338 | 339 | 49.1 | |
616 | 36.8 | 349 | 340 | 341 | 49.4 | |
618 | 37.1 | 352 | 343 | 344 | 49.7 | |
620 | 37.4 | 355 | 346 | 346 | 50.1 | |
622 | 37.6 | 357 | 349 | 349 | 50.4 | |
624 | 37.9 | 360 | 351 | 352 | 50.7 | |
626 | 38.2 | 363 | 354 | 355 | 51 | |
628 | 38.5 | 366 | 357 | 357 | 51.3 | |
630 | 38.7 | 369 | 360 | 360 | 51.7 | |
632 | 39 | 372 | 363 | 363 | 52 | |
634 | 39.3 | 375 | 366 | 366 | 52.3 | |
636 | 39.6 | 377 | 369 | 369 | 52.6 | |
638 | 39.8 | 380 | 371 | 371 | 52.9 | |
640 | 40.1 | 383 | 374 | 374 | 53.3 | |
642 | 40.4 | 386 | 377 | 377 | 53.6 | |
644 | 40.7 | 389 | 380 | 380 | 53.9 | |
646 | 40.9 | 392 | 383 | 383 | 54.2 | |
648 | 41.2 | 395 | 386 | 386 | 54.6 | |
650 | 41.5 | 398 | 389 | 389 | 54.9 | |
652 | 41.7 | 401 | 392 | 392 | 55.2 | |
654 | 42 | 404 | 395 | 395 | 55.6 | |
656 | 42.3 | 407 | 398 | 398 | 55.8 | |
658 | 42.6 | 411 | 401 | 401 | 56.2 | |
660 | 42.8 | 414 | 404 | 404 | 56.5 | |
662 | 43.1 | 417 | 407 | 407 | 56.9 | |
664 | 43.4 | 420 | 410 | 410 | 57.2 | |
666 | 43.6 | 423 | 413 | 413 | 57.5 | |
668 | 43.9 | 426 | 417 | 417 | 57.9 | |
670 | 44.1 | 429 | 420 | 420 | 58.2 | |
672 | 44.4 | 433 | 423 | 423 | 58.5 | |
674 | 44.7 | 436 | 426 | 426 | 58.9 | |
676 | 44.9 | 439 | 429 | 429 | 59.2 | |
678 | 45.2 | 442 | 432 | 432 | 59.5 | |
680 | 45.5 | 446 | 435 | 435 | 59.9 | |
682 | 45.7 | 449 | 439 | 439 | 60.2 | |
684 | 46 | 452 | 442 | 442 | 60.5 | |
686 | 46.2 | 456 | 445 | 445 | 60.9 | |
688 | 46.5 | 459 | 448 | 448 | 61.2 | |
690 | 46.8 | 463 | 451 | 451 | 61.6 | |
692 | 47 | 466 | 455 | 455 | 61.9 | |
694 | 47.3 | 469 | 458 | 458 | 62.2 | |
696 | 47.5 | 473 | 461 | 461 | 62.6 | |
698 | 47.8 | 476 | 465 | 465 | 62.9 | |
700 | 48 | 480 | 468 | 468 | 63.3 | |
702 | 48.3 | 483 | 471 | 471 | 63.6 | |
704 | 48.6 | 487 | 474 | 474 | 64 | |
706 | 48.8 | 491 | 478 | 478 | 64.3 | |
708 | 49.1 | 494 | 481 | 481 | 64.6 | |
710 | 49.3 | 498 | 485 | 485 | 65 | |
712 | 49.6 | 501 | 488 | 488 | 65.3 | |
714 | 49.8 | 505 | 491 | 491 | 65.7 | |
716 | 50.1 | 509 | 495 | 495 | 66 | |
718 | 50.3 | 513 | 498 | 498 | 66.4 | |
720 | 50.6 | 516 | 502 | 502 | 66.7 | |
722 | 50.8 | 520 | 505 | 505 | 67.1 | |
724 | 51.1 | 524 | 508 | 508 | 67.4 | |
726 | 51.3 | 528 | 512 | 512 | 67.8 | |
728 | 51.6 | 532 | 515 | 515 | 68.2 | |
730 | 51.8 | 535 | 519 | 519 | 68.5 | |
732 | 52.1 | 539 | 522 | 522 | 68.9 | |
734 | 52.3 | 543 | 526 | 526 | 69.2 | |
736 | 52.6 | 547 | 529 | 529 | 69.6 | |
738 | 52.8 | 551 | 533 | 533 | 69.9 | |
740 | 53.1 | 555 | 536 | 536 | 70.3 | |
742 | 53.3 | 559 | 540 | 540 | 70.7 | |
744 | 53.6 | 563 | 543 | 543 | 71 | |
746 | 53.8 | 568 | 547 | 547 | 71.4 | |
748 | 54.1 | 572 | 551 | 551 | 71.8 | |
750 | 54.3 | 576 | 554 | 554 | 72.1 | |
752 | 54.5 | 580 | 558 | 558 | 72.5 | |
754 | 54.8 | 584 | 561 | 561 | 72.9 | |
756 | 55 | 589 | 565 | 565 | 73.2 | |
758 | 55.3 | 593 | 569 | 569 | 73.6 | |
760 | 55.5 | 597 | 572 | 572 | 74 | |
762 | 55.7 | 602 | 576 | 576 | 74.3 | |
764 | 56 | 606 | 580 | 580 | 74.7 | |
766 | 56.2 | 610 | 583 | 583 | 75.1 | |
768 | 56.5 | 615 | 587 | 587 | 75.5 | |
770 | 56.7 | 619 | 591 | 591 | 75.8 | |
772 | 56.9 | 624 | 594 | 594 | 76.2 | |
774 | 57.2 | 628 | 598 | 598 | 76.6 | |
776 | 57.4 | 633 | 602 | 602 | 77 | |
778 | 57.6 | 638 | 605 | 605 | 77.4 | |
780 | 57.9 | 642 | 609 | 609 | 77.7 | |
782 | 58.1 | 647 | 613 | 613 | 78.1 | |
784 | 58.3 | 652 | 617 | 617 | 78.5 | |
786 | 58.6 | 657 | 620 | 620 | 78.9 | |
788 | 58.8 | 662 | 624 | 624 | 79.3 | |
790 | 59 | 666 | 628 | 628 | 79.7 | |
792 | 59.2 | 671 | 632 | 632 | 80.1 | |
794 | 59.5 | 676 | 635 | 635 | 80.5 | |
796 | 59.7 | 681 | 639 | 639 | 80.9 | |
798 | 59.9 | 686 | 643 | 643 | 81.2 | |
800 | 60.1 | 691 | 647 | 647 | 81.6 | |
802 | 60.4 | 697 | 651 | 651 | 82 | |
804 | 60.6 | 702 | 82.4 | |||
806 | 60.8 | 707 | 82.8 | |||
808 | 61 | 712 | 83.2 | |||
810 | 61.2 | 718 | 83.7 | |||
812 | 61.4 | 723 | 84.1 | |||
814 | 61.7 | 728 | 84.5 | |||
816 | 61.9 | 734 | 84.9 | |||
818 | 62.1 | 739 | 85.3 | |||
820 | 62.3 | 745 | 85.7 | |||
822 | 62.5 | 750 | 86.1 | |||
824 | 62.7 | 756 | 86.5 | |||
826 | 62.9 | 762 | 87 | |||
828 | 63.1 | 768 | 87.4 | |||
830 | 63.3 | 773 | 87.8 | |||
832 | 63.5 | 779 | 88.2 | |||
834 | 63.7 | 785 | 88.6 | |||
836 | 63.9 | 791 | 89.1 | |||
838 | 64.1 | 797 | 89.5 | |||
840 | 64.3 | 803 | 89.9 | |||
842 | 64.5 | 809 | 90.4 | |||
844 | 64.7 | 816 | 90.8 | |||
846 | 64.9 | 822 | 91.2 | |||
848 | 65.1 | 828 | 91.7 | |||
850 | 65.3 | 835 | 92.1 | |||
852 | 65.4 | 841 | 92.6 | |||
854 | 65.6 | 848 | 93 | |||
856 | 65.8 | 854 | 93.5 | |||
858 | 66 | 861 | 93.9 | |||
860 | 66.2 | 867 | 94.4 | |||
862 | 66.3 | 874 | 94.8 | |||
864 | 66.5 | 881 | 95.3 | |||
866 | 66.7 | 888 | 95.7 | |||
868 | 66.8 | 895 | 96.2 | |||
870 | 67 | 902 | 96.7 | |||
872 | 67.2 | 909 | 97.1 | |||
874 | 67.3 | 916 | 97.6 | |||
876 | 67.5 | 923 | 98.1 | |||
878 | 67.6 | 931 | 98.6 | |||
880 | 67.8 | 938 | 99 | |||
882 | 68 | 946 | 99.5 | |||
884 | 68.1 | 953 | ||||
886 | 68.2 | 961 | ||||
888 | 68.4 | 968 | ||||
890 | 68.5 | 976 |
قيم التحويل التقريبية لصلابة الفولاذ فيكرز (HV) إلى قيم أخرى الصلابة والقوة التدابير.
صلابة فيكرز | صلابة برينل | صلابة روكويل | صلابة روكويل السطح | صلابة الشاطئ | قوة الشد (القيمة التقريبية) | صلابة فيكرز | ||||||
كرة فولاذية 10 ملم حمولة 3000 كجم | إندنتر مخروط الماس المخروطي السطحي | |||||||||||
كرة فولاذية قياسية | كرة فولاذية من كربيد التنجستن كربيد التنجستن | A. المقياس | -المقياس | -المقياس | -المقياس | 15-N | 30-N | 45-N | ميجا باسكال (1000 رطل في الثانية) | |||
حمولة 60 كجم | حمولة 100 كجم | حمولة 100 كجم | حمولة 100 كجم | المقياس | المقياس | المقياس | ||||||
إندنتر مخروط الماس | إندنتر مخروط الماس | إندنتر مخروط الماس | إندنتر مخروط الماس | حمولة 15 كجم | حمولة 30 كجم | حمولة 45 كجم | ||||||
الجهد العالي | HBS | HBW | HRA | HRB | لجنة حقوق الإنسان | تنمية الموارد البشرية | HR15N | HR30N | HR45N | النظام المنزلي | σ(ب) | الجهد العالي |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
370 | 350 | 350 | 69.2 | - | 37.7 | 53.6 | 79.2 | 57.4 | 40.4 | - | 1170(170) | 370 |
360 | 341 | 341 | 68.7 | -109 | 36.6 | 52.8 | 78.6 | 56.4 | 39.1 | 50 | 1130(164) | 360 |
350 | 331 | 331 | 68.1 | - | 35.5 | 51.9 | 78 | 55.4 | 37.8 | - | 1095(159) | 350 |
340 | 322 | 322 | 67.6 | -108 | 34.4 | 51.1 | 77.4 | 54.4 | 36.5 | 47 | 1070(155) | 340 |
330 | 313 | 313 | 67 | - | 33.3 | 50.2 | 76.8 | 53.6 | 35.2 | - | 1035(150) | 330 |
320 | 303 | 303 | 66.4 | -107 | 32.3 | 49.4 | 76.2 | 52.3 | 33.9 | 45 | 1005(146) | 320 |
310 | 294 | 294 | 65.8 | - | 31 | 48.4 | 75.6 | 51.3 | 32.5 | - | 980(142) | 310 |
300 | 284 | 284 | 65.2 | -105.5 | 29.8 | 47.5 | 74.9 | 50.2 | 31.1 | 42 | 950(138) | 300 |
295 | 280 | 280 | 65.8 | - | 29.2 | 47.1 | 74.6 | 49.7 | 30.4 | - | 935(136) | 295 |
290 | 275 | 275 | 64.5 | -104.5 | 28.5 | 46.5 | 74.2 | 49 | 29.5 | 41 | 915(133) | 290 |
285 | 270 | 270 | 64.2 | - | 27.8 | 46 | 73.8 | 48.4 | 28.7 | - | 905(131) | 285 |
280 | 265 | 265 | 63.8 | -103.5 | 27.1 | 45.3 | 73.4 | 47.8 | 27.9 | 40 | 890(129) | 280 |
275 | 261 | 261 | 63.5 | - | 26.4 | 44.9 | 73 | 47.2 | 27.1 | - | 875(127) | 275 |
270 | 256 | 256 | 63.1 | -102 | 25.6 | 44.3 | 72.6 | 46.4 | 26.2 | 38 | 855(124) | 270 |
265 | 252 | 252 | 62.7 | - | 24.8 | 43.7 | 72.1 | 45.7 | 25.2 | - | 840(122) | 265 |
260 | 247 | 247 | 62.4 | -101 | 24 | 43.1 | 71.6 | 45 | 24.3 | 37 | 825(120) | 260 |
255 | 243 | 243 | 62 | - | 23.1 | 42.2 | 71.1 | 44.2 | 23.2 | -36 | 805(117) | 255 |
250 | 238 | 238 | 61.6 | 99.5 | 22.2 | 41.7 | 70.6 | 43.4 | 22.2 | - | 795(115) | 250 |
245 | 233 | 233 | 61.2 | - | 21.3 | 41.1 | 70.1 | 42.5 | 21.1 | 34 | 780(113) | 245 |
240 | 228 | 228 | 60.7 | 98.1 | 20.3 | 40.3 | 69.6 | 41.7 | 19.9 | 33 | 765(111) | 240 |
230 | 219 | 219 | - | 96.7 | -18 | - | - | - | - | 32 | 730(106) | 230 |
220 | 209 | 209 | - | 95 | -15.7 | - | - | - | - | 30 | 695(101) | 220 |
210 | 200 | 200 | - | 93.4 | -13.4 | - | - | - | - | 29 | 670(97) | 210 |
200 | 190 | 190 | - | 91.5 | -11 | - | - | - | - | 28 | 635(92) | 200 |
190 | 181 | 181 | - | 89.5 | -8.5 | - | - | - | - | 26 | 605(88) | 190 |
180 | 171 | 171 | - | 87.1 | -6 | - | - | - | - | 25 | 580(84) | 180 |
170 | 162 | 162 | - | 85 | -3 | - | - | - | - | 24 | 545(79) | 170 |
160 | 152 | 152 | - | 81.7 | 0 | - | - | - | - | 22 | 515(75) | 160 |
150 | 143 | 143 | - | 78.7 | - | - | - | - | - | 21 | 490(71) | 150 |
140 | 133 | 133 | - | 75 | - | - | - | - | - | 20 | 455(66) | 140 |
130 | 124 | 124 | - | 71.2 | - | - | - | - | - | - | 425(62) | 130 |
120 | 114 | 114 | - | 66.7 | - | - | - | - | - | - | 390(57) | 120 |
110 | 105 | 105 | - | 62.3 | - | - | - | - | - | - | - | 110 |
100 | 95 | 95 | - | 56.2 | - | - | - | - | - | - | - | 100 |
95 | 90 | 90 | - | 52 | - | - | - | - | - | - | - | 95 |
90 | 86 | 86 | - | 48 | - | - | - | - | - | - | - | 90 |
85 | 81 | 81 | - | 41 | - | - | - | - | - | - | 85 |
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,
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:
بالإضافة إلى ذلك:
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.
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.
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.