العلاقة بين وحدات الصلابة برينل وروكويل وفيكرز (نظام الصلابة)

الأكثر استخدامًا في الإنتاج هي صلابة طريقة الضغط، مثل صلابة برينل، وصلابة روكويل، وصلابة فيكرز، والصلابة الدقيقة. تمثل قيمة الصلابة التي تم الحصول عليها بشكل أساسي مقاومة السطح المعدني للتشوه البلاستيكي الناجم عن دخول الأجسام الغريبة.

وفيما يلي مقدمة موجزة لوحدات الصلابة المختلفة:

1. صلابة برينل (HB)

اضغط على كرة فولاذية صلبة بحجم معين (قطرها عادة 10 مم) على سطح المادة بحمل معين (عادة 3000 كجم) واحتفظ بها لفترة من الوقت. بعد إزالة الحمل، تكون نسبة الحمل إلى منطقة المسافة البادئة هي قيمة صلابة برينل (HB)، بالكيلو جرام القوة/مم2 (N/mm2).

2. صلابة روكويل (HR)

عندما يكون HB> 450 أو عندما تكون العينة صغيرة جدًا، لا يمكن استخدام اختبار صلابة برينل ويجب استخدام قياس صلابة روكويل بدلاً من ذلك. يستخدم مخروطًا ماسيًا بزاوية قمة تبلغ 120 درجة أو كرة فولاذية بقطر 1.59 مم و 3.18 مم للضغط على سطح المادة المراد اختبارها تحت حمل معين، ويتم الحصول على صلابة المادة من عمق المسافة البادئة. وفقًا لصلابة مادة الاختبار، يمكن التعبير عنها بثلاثة مقاييس مختلفة:

HRA: هي الصلابة التي يتم الحصول عليها باستخدام حمولة 60 كجم وإحداث مسافة مخروطية ماسية، وتستخدم للمواد ذات الصلابة العالية للغاية (مثل الكربيد الأسمنتي، وما إلى ذلك).

HRB: هي الصلابة التي يتم الحصول عليها باستخدام حمولة 100 كجم وكرة فولاذية صلبة يبلغ قطرها 1.58 مم. يتم استخدامه للمواد ذات الصلابة المنخفضة (مثل الفولاذ الملدن والحديد الزهر وما إلى ذلك).

HRC: هي الصلابة التي يتم الحصول عليها باستخدام حمولة 150 كجم وإدخال مخروطي ماسي، وتستخدم للمواد ذات الصلابة العالية (مثل الفولاذ المقسى، وما إلى ذلك).

3 صلابة فيكرز (HV)

استخدم مسافة بادئة مخروطية مربعة من الألماس بحمولة أقل من 120 كجم وزاوية قمة تبلغ 136 درجة للضغط على سطح المادة، وتقسيم مساحة سطح حفرة المسافة البادئة للمادة على قيمة الحمولة، وهي قيمة صلابة فيكرز HV ( كجم ق / مم 2).

بالمقارنة مع اختبارات صلابة برينل وروكويل، فإن اختبار صلابة فيكرز له العديد من المزايا. ليس لديها قيود الشروط المحددة للحمل P وقطر المسافة البادئة D مثل برينل، ومشكلة تشوه المسافة البادئة؛ كما أنها لا تواجه مشكلة عدم إمكانية توحيد قيمة صلابة روكويل. ويمكنه اختبار أي مواد ناعمة وصلبة مثل روكويل، ويمكنه اختبار صلابة الأجزاء الرقيقة للغاية (أو الطبقات الرقيقة) بشكل أفضل من روكويل، وهو ما لا يمكن إجراؤه إلا عن طريق صلابة سطح روكويل. ولكن حتى في ظل هذه الظروف، لا يمكن مقارنتها إلا ضمن مقياس روكويل، ولا يمكن توحيدها مع مستويات الصلابة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، لأن Rockwell يستخدم عمق المسافة البادئة كمؤشر للقياس، وعمق المسافة البادئة دائمًا أصغر من عرض المسافة البادئة، لذا فإن خطأه النسبي أكبر أيضًا. ولذلك، فإن بيانات صلابة روكويل ليست مستقرة مثل برينل وفيكرز، وبالطبع ليست مستقرة مثل دقة فيكرز.

هناك علاقة تحويل معينة بين Brinell و Rockwell و Vickers، وهناك جدول علاقة تحويل يمكن الاستعلام عنه.