يجب أن تتمتع الأدوات وأدوات القياس والقوالب وغيرها المستخدمة في التصنيع الميكانيكي بالصلابة الكافية لضمان الأداء والعمر الافتراضي. اليوم سيتحدث لكم المحرر عن موضوعات تتعلق بـ "الصلابة". الصلابة هي مقياس لقدرة المادة على مقاومة التشوه الموضعي، وخاصة التشوه البلاستيكي أو الانبعاج أو الخدوش. بشكل عام، كلما كانت المادة أصعب، كانت مقاومتها للتآكل أفضل. على سبيل المثال، تتطلب الأجزاء الميكانيكية مثل التروس صلابة معينة لضمان مقاومة التآكل الكافية وعمر الخدمة. أنواع الصلابة أنواع الصلابة / انقر لعرض صورة أكبر كما هو موضح في الشكل أعلاه، هناك أنواع كثيرة من الصلابة... اليوم سأقدم لك اختبار صلابة المسافة البادئة الشائع والعملي في صلابة المعادن. تعريف الصلابة 1. صلابة برينل/صلابة برينل طريقة اختبار صلابة برينل (الرمز HB) هي الطريقة الأولى التي تم تطويرها وتلخيصها ضمن المواصفات المتعارف عليها للصلابة، والتي ساهمت في ظهور طرق اختبار الصلابة الأخرى. مبدأ اختبار صلابة برينل هو: تطبق المسافة البادئة (الكرة الفولاذية أو كرة الكربيد، القطر Dmm) قوة اختبار F، وبعد ضغط العينة، يتم حساب منطقة الاتصال S (mm2) بين المسافة البادئة للكرة والعينة من القطر d (مم) للجزء المقعر الذي تركه إندينتر، ويتم الحصول على القيمة عن طريق قسمة قوة الاختبار. الرمز هو HBS عندما تكون المسافة البادئة عبارة عن كرة فولاذية، والرمز HBW عندما تكون المسافة البادئة عبارة عن كرة كربيد. k ثابت (1/g= 1/9.80665=0.102). 2. صلابة فيكرز صلابة فيكرز (الرمز HV) هي طريقة اختبار ذات نطاق تطبيقي أوسع يمكن اختباره بأي قوة اختبار، خاصة في مجال الصلابة الدقيقة أقل من 9.807 نيوتن. صلابة فيكرز هي القيمة التي يتم الحصول عليها عن طريق قسمة قوة الاختبار F (N) على منطقة التلامس S (mm2) بين الورقة القياسية والإيندينتر، والتي يتم حسابها على أساس الطول القطري d (مم، متوسط الأطوال في قسمين الاتجاهات) للمسافة البادئة التي تشكلت على الورقة القياسية بواسطة المسافة البادئة (الماس الهرمي المربع، زاوية الوجه النسبية=136˚) تحت قوة الاختبار F (N). k ثابت (1/g=1/9.80665). 3. صلابة نوب صلابة نوب (الرمز HK) هي القيمة المحسوبة عن طريق قسمة قوة الاختبار على مساحة إسقاط المسافة البادئة A (مم2) كما هو موضح في الصيغة التالية، والتي يتم حسابها على أساس الطول القطري الأطول d (مم) لل المسافة البادئة التي تم تشكيلها على الورقة القياسية عن طريق الضغط على المسافة البادئة الماسية المعينية (الزوايا الجانبية النسبية 172˚30' و 130˚) تحت قوة الاختبار F. يمكن أيضًا قياس صلابة Knoop عن طريق استبدال المسافة البادئة لـ Vickers الخاصة بجهاز اختبار الصلابة الدقيقة بمسافة البادئة Knoop.
4. صلابة سطح روكويل وروكويل صلابة روكويل قبل قياس صلابة روكويل (الرمز HR) أو صلابة سطح روكويل، من الضروري استخدام إندينتر ماسي (زاوية مخروط الطرف: 120˚، نصف قطر الطرف: {{15} .2mm) أو مسافة بادئة كروية (كرة فولاذية أو كرة كربيد) لتطبيق قوة التحميل المسبق على الورقة القياسية، ثم تطبيق قوة الاختبار، واستعادة التحميل المسبق قوة. يتم اشتقاق قيمة الصلابة من صيغة الصلابة، والتي يتم التعبير عنها بالفرق في عمق المسافة البادئة h (μm) بين قوة التحميل المسبق وقوة الاختبار. يستخدم اختبار صلابة روكويل قوة تحميل مسبق تبلغ 98.07 نيوتن، بينما يستخدم اختبار صلابة السطح روكويل قوة تحميل مسبق تبلغ 29.42 نيوتن. يُطلق على الرمز المحدد المقدم مع نوع المسافة البادئة وقوة الاختبار وصيغة الصلابة اسم المقياس. يحدد المعيار الصناعي الياباني (JIS) مقاييس الصلابة المختلفة ذات الصلة. جهاز اختبار الصلابة بسيط نسبيًا وسريع التشغيل، ويمكن اختباره مباشرة على المواد الخام أو سطح الجزء، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع. دليل لاختيار طرق اختبار الصلابة للرجوع إليها: دليل اختيار الصلابة تحويل اختيار الصلابة 1. التحويل بين صلابة Knoop وصلابة Vickers (1) استنادًا إلى افتراض أن الأجسام من نفس الصلابة لها مقاومة متساوية لمسافات Knoop وVickers البادئة، تم استنتاج ضغوط المسافة البادئة لـ Vickers وKnoop تحت الحمل، ومن ثم بناءً على σHK=σHV، تم استنتاج ما يلي: HV=0.968HK. يتم قياس هذه الصيغة تحت الحمل المنخفض وتحتوي على خطأ كبير نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك، عندما تكون قيمة الصلابة أكبر من HV900، يكون خطأ هذه الصيغة كبيرًا جدًا ويفقد قيمته المرجعية. (2) بعد الاشتقاق والتصحيح، تم اقتراح صيغة التحويل بين صلابة كنوب وصلابة فيكرز. بعد التحقق من البيانات الفعلية، يبلغ الحد الأقصى لخطأ التحويل النسبي لهذه الصيغة 0.75%، وهي ذات قيمة مرجعية عالية.
2. التحويل بين صلابة روكويل وصلابة فيكرز
(1) بعد تعديل صيغة تحويل Qvarnstorm التي اقترحها Hans Qvarnstorm، تم الحصول على صيغة التحويل بين صلابة Rockwell وصلابة Vickers: تستخدم هذه الصيغة البيانات القياسية لصلابة المعادن الحديدية المنشورة في بلدي للتحويل. يقع خطأ HRC بشكل أساسي في نطاق ±0.4HRC، والحد الأقصى لخطأه هو ±0.9HRC فقط. الحد الأقصى لخطأ الجهد العالي هو ±15HV. (2) وفقًا للإجهاد σHRC=σHV للمسافات البادئة المختلفة، يتم الحصول على الصيغة من خلال تحليل منحنى العلاقة بين صلابة روكويل وعمق المسافة البادئة لصلابة فيكرز. تتم مقارنة هذه الصيغة بقيمة التحويل التجريبية القياسية الوطنية. الخطأ بين نتيجة التحويل والقيمة التجريبية القياسية هو ±0.1HRC. (3) بناءً على البيانات التجريبية الفعلية، تمت مناقشة التحويل بين صلابة روكويل وصلابة فيكرز باستخدام طريقة الانحدار الخطي، وتم الحصول على الصيغة: هذه الصيغة لها نطاق تطبيق صغير وخطأ كبير، ولكن من السهل حسابها ويمكن استخدامه عندما لا تكون متطلبات الدقة عالية. 3. التحويل بين صلابة روكويل وصلابة برينل (1) قم بتحليل العلاقة بين عمق مسافة بادئة برينل ومسافة بادئة روكويل، واحصل على صيغة التحويل بناءً على إجهاد المسافة البادئة σHRC=σHB. تتم مقارنة نتائج الحساب مع القيمة التجريبية القياسية الوطنية. الخطأ بين نتيجة حساب صيغة التحويل والقيمة التجريبية القياسية هو ±0.1HRC. (2) تم الحصول على الصيغة بطريقة الانحدار الخطي بناءً على البيانات التجريبية الفعلية. خطأ الصيغة كبير ونطاق التطبيق صغير، ولكن الحساب بسيط ويمكن استخدامه عندما لا تكون متطلبات الدقة عالية. 4. التحويل بين صلابة برينل وصلابة فيكرز يتم الحصول على العلاقة بين صلابة برينل وصلابة فيكرز أيضًا وفقًا لـ σHB=σHV. تتم مقارنة نتيجة التحويل لهذه الصيغة مع قيمة التحويل القياسية الوطنية، وخطأ التحويل هو ±2HV. 5. التحويل بين صلابة كنوب وصلابة روكويل نظرًا لأن المنحنيات المقابلة لصلابة كنوب وصلابة روكويل تشبه القطع المكافئة، فإن صيغة التحويل التقريبية التي تم الحصول عليها من المنحنى دقيقة نسبيًا ويمكن استخدامها كمرجع.
