שלוש שיטות נפוצות לבדיקת קשיות

בדיקת קשיות היא שיטה חיונית להערכת מאפיינים מכניים במדעי החומר, המסייעת בקביעת עמידות החומר בפני חריטה, שריטות או בלאי. להלן שלוש שיטות בדיקת קשיות בשימוש נרחב, כל אחת עם העקרונות, היישומים והמאפיינים שלה.

 

1. בדיקת קשיות Rockwell

מבחן הקשיות של Rockwell מודד קשיות של חומר על ידי קביעת עומק השקע הנגרמת על ידי שקע ספציפי בעומס מסוים. הוא משתמש בשני עומסים: עומס מינורי ראשוני כדי להבטיח מגע עקבי ועומס גדול ליצירת השקע. ערך הקשיות של Rockwell נגזר מההבדל בעומק ההזחה לפני ואחרי הפעלת העומס העיקרי.

 

1. מכנסיים ומאזניים:

 

Rockwell C (HRC): משתמש במכנסי חרוט יהלומים ומתאים לחומרים קשים כמו פלדה מוקשה, קרביד צמנט ופלדת כלי עבודה.

 

Rockwell B (HRB): משתמש במכנס כדור פלדה בקוטר 1/16 אינץ', אידיאלי עבור חומרים רכים יותר כגון פלדה מחושלת, סגסוגות נחושת וסגסוגות אלומיניום.

 

Rockwell A (HRA): משתמש גם במכנס חרוט יהלום אך עם עומס נמוך יותר, משמש לחומרים קשים מאוד כמו יריעות פלדה דקות ושכבות רדודות - מוקשות.

 

1. יישומים: הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור של מתכות, סגסוגות ורכיבים שטופלו בחום -. לדוגמה, בתעשיית הרכב, הוא משמש לבדיקת קשיות חלקי המנוע ורכיבי ההילוכים כדי להבטיח את עמידותם.

 

2. בדיקת קשיות ברינל

בדיקת קשיות Brinell כוללת לחיצה של כדור פלדה קשיח או כדור קרביד לתוך משטח החומר תחת עומס מוגדר לתקופה מסוימת ולאחר מכן מדידת קוטר השקע. מספר הקשיות של Brinell (HB) מחושב על סמך העומס ושטח הפנים של השקע.

 

• עִקָרוֹן: קשיות ברינל (HB) מחושבת על ידי חלוקה כפולה מהעומס המופעל (F) ב-[π כפול קוטר הכניסה (D), ולאחר מכן מוכפל ב-(D פחות השורש הריבועי של (D בריבוע פחות קוטר ההזחה (d) בריבוע)].

 

• תכונות: הוא מספק שקע גדול יחסית, מה שהופך את תוצאת הבדיקה לפחות מושפעת מאי-הומוגניות מקומית של החומר, ולכן הוא מתאים לבדיקת חומרים עם גרגירים גסים או מבנים לא אחידים, כגון ברזל יצוק ויציקות מתכת ברזל לא -.

 

• יישומים: בשימוש נפוץ בבדיקה של חלקי עבודה גדולים, פרזול ויציקות. בענף הבנייה, ניתן להשתמש בו כדי לבדוק את הקשיות של מוטות פלדה ופלדה מבנית כדי להבטיח את איכות מבני הבניין.

 

3. בדיקת קשיות ויקרס

בדיקת קשיות Vickers משתמשת במכנס פירמידה מרובע יהלום כדי ללחוץ לתוך משטח החומר תחת עומס מסוים. מספר הקשיות של Vickers (HV) מתקבל על ידי חלוקת העומס המופעל בשטח הפנים של השקע.

 

• עִקָרוֹן: נוסחת הקשיות של Vickers היא HV=0.1891F/d², כאשר F הוא העומס ו-d הוא האורך האלכסוני הממוצע של השקע.

 

• יתרונות: ניתן ליישם אותו על מגוון רחב של עומסים, מעומסים קלים מאוד לבדיקת סרטים דקים או רכיבים קטנים ועד לעומסים כבדים לבדיקת חומרים בתפזורת. כמו כן, תוצאות הבדיקה מדויקות ביותר וניתן להמיר אותן בקלות לסולמות קשיות אחרים.

 

• יישומים: בשימוש נרחב בבדיקות של חלקים מדויקים, כגון אלו בתעשייה האווירית (רכיבי מנוע, להבי טורבינה), רכיבים אלקטרוניים ומכשירים רפואיים, שבהם נדרש דיוק גבוה.

 

מַסְקָנָה

לכל אחת משלוש שיטות בדיקת הקשיות הללו יש יתרונות משלה ותרחישים ישימים משלה. בדיקת Rockwell מהירה ומתאימה לבקרת איכות שגרתית; בדיקת ברינל טובה לחומרים בעלי גרגירים גסים -; ובדיקת Vickers מציעה דיוק ורבגוניות גבוהים. בחירת השיטה הנכונה תלויה בסוג החומר, גודל הרכיב, הדיוק הנדרש ודרישות היישום הספציפיות.