اصول سختی سنجی و كاربردهای آن

اصول سختی سنجی و كاربردهای آن

آزمون بخش اساسي هر فعاليت مهندسي است. در بسياري از مراحل فرآيند پيچيده توليد مواد مهندسي از شكل دادن اين مواد و ساخت قطعه گرفته تا در اتصال اين قطعات و ايجاد يك فرآورده مهندسي، بازرسي و آزمون انجام مي شود. نياز به آزمون با پايان يافتن توليد از بين نمي رود و لازم است محصول در طول عمر كاريش مورد بازبيني و آزمون قرار گيرد تا تغييرات احتمالي ايجاد شده در آن مانند آسيبهاي مربوط به خوردگي و خستگي مشخص گردد.

انواع آزمونهاي مورد استفاده را مي توان به دو دسته كلي: الف) آزمونهاي تعيين خواص مواد و ب) آزمونهاي تعيين درستي مواد يا قطعات جاي داد.
آزمونهاي دسته اول عموما مخرب بوده و روي نمونه هاي مواد انجام مي شوند اما آزمونهاي دسته دوم عموما ماهيت غير مخرب دارند. دامنه خواص قابل بررسي در مواد بسيار گسترده است؛ از ميان اينها مي توان به بدست آوردن استحكام تسليم، استحكام كششي، فشاري و برشي در دماي محيط و ديگر دماها، اندازه گيري سفتي، سختي و استحكام ضربه اي، بررسي ريز ساختار، محاسبه و بررسي خواص تابع زمان مانند پديده هاي خستگي، خزش، مقاومت به اكسيد شدن، مقاومت به انواع خوردگي و ... را نام برد. ارزيابي تمام اين خواص براي هر ماده بسيار وقت گير و پرهزينه است و مهندس بايد مشخص كند كدام ويژگي ها براي كاربرد مورد نظر داراي اهميت هستند.
در اين نوشتار تلاش بر اين است تا ضمن معرفي سختي، به جنبه هاي مختلف آزمون سختي سنجي كه روشي در دسترس، سريع، ارزان و بسيار پركاربرد براي بررسي خواص مواد و نيز بازرسي و آزمون قطعات است، پرداخته شده و انواع سختي سنجي، روشهاي انجام آزمون و نكات عملي مرتبط با آن، معرفي شوند.

جزوه اصول سختی سنجی و کاربردهای ان نوشته اقای کامران خداپرستی را ازلینک زیر دریافت نمایید:

دانلود کنید.

سختی سنجی

هر يک از ما از دوران کودکي با واژه سختي آشنا بوده ايم و به آن به عنوان موضوع ساده اي نگاه مي کرديم. اگر از دوستانمان بخواهيم که سختي را تعريف کنند، بعضي ها ماده اي را سخت مي دانند که در مقابل سايش مقاوم باشد و بعضي ديگر مقاومت در مقابل خمش و نفوذ را معيار سختي مي دانند که بتواند مواد ديگر را در اثر ضربه بکشند و يا روي آن خراش ايجاد کند. به اين ترتيب از پاسخ هاي گوناگوني که دريافت مي کنيم درمي يابيم که تعاريف متفاوتي نسبت به سختي مواد وجود دارد.
سختي ويژگي ذاتي و بنيادي يک ماده نيست. براي واژه سختي مي توان بيش از يک معني در نظر گرفت؛ مي توان آن را مقاومت ماده در برابر سايش يا مقاومت در مقابل تغيير شکل مومسان (تغيير فرم دائمي يا پلاستيک ) دانست. روش هاي گوناگون آزمون سختي سنجي بر اندازه گيري يکي از اين دو ويژگي ماده استوار است. اين آزمون ها از نوع نفوذي هستند و ممکن است استاتيک (ايستا) يا ديناميک (پويا) باشند. در آزمون هاي نفوذي استاتيک که متداول تر هستند، حفره اي با استفاده از نيرويي معين در قطعه ايجاد شده و ابعادش اندازه گيري مي شود. در آزمون هاي نفوذي ديناميک، پرتابه اي که آزادانه رها مي شود به سطح ماده برخورد مي کند. بخشي از انرژي پرتابه برخوردکننده صرف تغيير شکل ماده شده و باقيمانده آن موجب برگشتن وزنه از سطح مي شود.

آزمون هاي نفوذي استاتيک
 

در تمام آزمون هاي نفوذي استاتيک، نوعي فروزنده تحت اثر نيروي خارجي به سطح نمونه فرو برده مي شود. يکي از ابعاد اين فرورفتگي (عمق يا طول) اندازه گيري شده و براي تعيين عدد سختي به کار مي رود. اندازه فرورفتگي با ذات ماده، اندازه و نوع فرورونده و همچنين مقدار نيروي وارد شده تغيير مي کند. راکول (1)، برينل (2)، نوپ (3) و ويکرز(4) روش هايي هستند که غالبا براي تعيين سختي استفاده مي شوند. اصل بنيادي به کار گرفته شده در تمام اين آزمايش ها، مجموعه نيروهايي هستند که به يک فرورونده به منظور تعيين مقاومت ماده در برابرنفوذ، اعمال مي شوند. اگر ماده سخت باشد، فرورفتگي اي کوچک و کم عمق حاصل مي شود در حالي که اگر ماده نرم باشد، فرورفتگي اي کاملا بزرگ و عميق حاصل خواهد شد.
روش هاي اندازه گيري موجود شامل مشاهده بصري فرورفتگي يا عمق سنجي مي شود. آزمايشگرهاي راکول قادر به تعيين عمق فرورفتگي هستند در حالي که آزمايشگرهاي برينل، نوپ و ويکرز نياز به قطرسنجي فرورفتگي دارند.

ادامه نوشته