تصنيف صلابة الفولاذ المختلفة

يمكن تحويل جهاز اختبار صلابة ليب المحمول إلى صلابة برينيل (HB)، روكويل (HRC)، فيكرز (HV)، شور (HS) بعد قياس صلابة ليب (HL). أو استخدم مبدأ ليب لقياس قيمة الصلادة مباشرةً باستخدام برينيل (HB)، روكويل (HRC)، فيكرز (HV)، ليب (HL)، شور (HS).
HB - صلابة برينيل:
تُستخدم صلابة برينيل (HB) عادةً للمواد اللينة، مثل المعادن غير الحديدية والفولاذ قبل المعالجة الحرارية أو بعد التلدين. أما صلابة روكويل (HRC) فتُستخدم عادةً للمواد ذات الصلابة العالية، مثل الصلابة بعد المعالجة الحرارية، إلخ.
صلابة برينيل (HB) هي حمل اختبار بحجم معين. تُضغط كرة فولاذية مُقسّاة أو كرة كربيد ذات قطر معين على سطح المعدن المراد اختباره. يُحافظ على حمل الاختبار لفترة زمنية محددة، ثم يُزال الحمل لقياس قطر الانبعاج على السطح المراد اختباره. قيمة صلابة برينيل هي حاصل قسمة الحمل على مساحة السطح الكروي للانبعاج. عمومًا، تُضغط كرة فولاذية مُقسّاة ذات حجم معين (عادةً ما يكون قطرها 10 مم) على سطح المادة بحمل معين (عادةً ما يكون 3000 كجم) ويُحافظ عليها لفترة زمنية. بعد إزالة الحمل، تُعرف نسبة الحمل إلى مساحة الانبعاج بقيمة صلابة برينيل (HB)، والوحدة هي كيلوغرام قوة/مم² (نيوتن/مم²).
تُحدد صلابة روكويل مؤشر قيمة الصلابة بناءً على عمق التشوه البلاستيكي للثقب. ويُستخدم 0.002 مم كوحدة للصلابة. عندما تكون قيمة HB>450 أو كانت العينة صغيرة جدًا، لا يُمكن استخدام اختبار صلابة برينيل، ويُستعاض عنه بمقياس صلابة روكويل. يستخدم هذا الاختبار مخروطًا ماسيًا بزاوية رأس 120 درجة أو كرة فولاذية قطرها 1.59 أو 3.18 مم للضغط على سطح المادة قيد الاختبار تحت حمل معين، وتُحسب صلابة المادة من عمق الثقب. وتُعبر عن صلابة المادة المختبرة بثلاثة مقاييس مختلفة:
HRA: هي الصلابة التي يتم الحصول عليها باستخدام حمولة 60 كجم ومخروط ماسي، والذي يستخدم للمواد ذات الصلابة العالية للغاية (مثل كربيد الأسمنت، وما إلى ذلك).
HRB: هي الصلابة التي يتم الحصول عليها باستخدام حمولة 100 كجم وكرة فولاذية صلبة بقطر 1.58 مم، والتي تستخدم للمواد ذات الصلابة المنخفضة (مثل الفولاذ المُلَدَّن والحديد الزهر وما إلى ذلك).
HRC: هي الصلابة التي يتم الحصول عليها باستخدام حمولة 150 كجم ومخروط ماسي، والذي يستخدم للمواد ذات الصلابة العالية جدًا (مثل الفولاذ المقسى، إلخ).
فضلاً عن ذلك:
1.HRC تعني مقياس صلابة روكويل C.
2. يتم استخدام HRC و HB على نطاق واسع في الإنتاج.
3. نطاق HRC المطبق HRC 20-67، يعادل HB225-650،
إذا كانت الصلابة أعلى من هذا النطاق، استخدم مقياس صلابة روكويل A HRA،
إذا كانت الصلابة أقل من هذا النطاق، استخدم مقياس صلابة روكويل B HRB،
الحد الأعلى لصلابة برينيل هو HB650، ولا يمكن أن يكون أعلى من هذه القيمة.
٤. المثقب في جهاز روكويل لاختبار الصلادة (المقياس C) عبارة عن مخروط ماسي بزاوية رأسية ١٢٠ درجة. حمل الاختبار قيمة محددة، والمعيار الصيني هو ١٥٠ كجم. أما المثقب في جهاز برينيل لاختبار الصلادة فهو كرة فولاذية مقسّاة (HBS) أو كرة كربيد (HBW). يختلف حمل الاختبار باختلاف قطر الكرة، ويتراوح بين ٣٠٠٠ و٣١.٢٥ كجم.
٥. تَسَعُّرُ صلابة روكويل صغيرٌ جدًا، والقيمة المقاسة موضعية. يتطلب الأمر قياس عدة نقاط لإيجاد القيمة المتوسطة. هذا الاختبار مناسبٌ للمنتجات النهائية والشرائح الرقيقة، ويُصنّف ضمن الاختبارات غير الإتلافية. أما اختبار صلابة برينيل، فهو أكبر، والقيمة المقاسة دقيقة، ولكنه غير مناسب للمنتجات النهائية والشرائح الرقيقة، ولا يُصنّف عمومًا ضمن الاختبارات غير الإتلافية.
٦. قيمة صلابة روكويل هي رقمٌ غير مُسمّى، وليس له وحدات. (لذلك، من غير الصحيح اعتبار صلابة روكويل درجةً مُحددة). قيمة صلابة برينيل مُقاسة بوحدات، وترتبط بشكلٍ تقريبيٍّ بقوة الشد.
٧. تُعرض صلابة روكويل مباشرةً على القرص أو رقميًا. سهلة التشغيل وسريعة وبديهية، ومناسبة للإنتاج بكميات كبيرة. تتطلب صلابة برينيل مجهرًا لقياس قطر التجويف، ثم البحث في الجدول أو حسابه، وهو أمر أكثر تعقيدًا.
٨. في ظل ظروف معينة، يمكن استخدام HB وHRC بالتبادل من خلال مراجعة الجدول. يمكن كتابة صيغة الحساب الذهني تقريبًا على النحو التالي: 1HRC≈1/10HB.
اختبار الصلابة طريقة اختبار بسيطة وسهلة في اختبار الخواص الميكانيكية. ولاستبدال بعض اختبارات الخواص الميكانيكية، يتطلب الأمر علاقة تحويل أكثر دقة بين الصلابة والقوة في الإنتاج.
أثبتت التجربة وجود علاقة تقريبية بين قيم صلابة المواد المعدنية المختلفة، وبين قيمة الصلابة وقيمة المتانة. وبما أن قيمة الصلابة تتحدد بمقاومة التشوه البلاستيكي الأولية ومقاومته المستمرة، فكلما زادت متانة المادة، زادت مقاومتها للتشوه البلاستيكي، وبالتالي ارتفعت قيمة الصلابة.