دستگاه سختی‌سنج فلزات
بررسی بر اساس روش، مقیاس و مدل درخواستی
برای درخواست تأمین دستگاه سختی‌سنج صنعتی، مدل یا پارت‌نامبر، تعداد و روش آزمون و جنس نمونه را اعلام کنید. قیمت، موجودی، زمان تحویل و مدارک فقط پس از بررسی درخواست تأیید می‌شوند.
تصویر مفهومی/شماتیک است؛ عکس مدل مشخص یا نشانه موجودی نیست.
دستگاه سختی‌سنج فلزات مقاومت موضعی سطح را در برابر نفوذ کنترل‌شده اندازه‌گیری می‌کند. انتخاب دستگاه فقط با عبارت «سختی‌سنج» یا یک بازه عددی ممکن نیست؛ روش آزمون، مقیاس، جنس و ضخامت نمونه، وضعیت سطح، هندسه قطعه، نیروی آزمون، استاندارد مرجع، نوع قرائت و الزامات کالیبراسیون باید مشخص شوند. تبدیل عدد بین مقیاس‌ها نیز جای آزمون با روش موردنیاز پروژه را نمی‌گیرد.
دستگاه سختی‌سنج چه چیزی را اندازه می‌گیرد؟
در روش‌های نفوذی، یک ایندنتور با هندسه و نیروی تعریف‌شده روی نمونه اعمال می‌شود. عمق یا ابعاد اثر نفوذ، مبنای محاسبه عدد سختی است. نتیجه یک ویژگی موضعی است و ممکن است تحت تأثیر عملیات حرارتی، لایه سطحی، آماده‌سازی، انحنا، فاصله از لبه و ناهمگنی ماده تغییر کند. بنابراین نتیجه یک نقطه الزاماً نماینده کل قطعه نیست.
صفحه حاضر برای انتخاب و استعلام خانواده تجهیزات سختی‌سنجی است. اگر به ابزارهای عمومی بازرسی و آزمون نیاز دارید، صفحه تسترهای صنعتی را ببینید. برای تجهیزات مرجع و فرآیندهای عمومی کالیبراسیون نیز تجهیزات کالیبراسیون مسیر جداگانه‌ای دارد.
مقایسه روش‌های راکول، برینل و ویکرز
سختی‌سنج راکول
راکول سختی را از تغییر عمق نفوذ تحت توالی بار تعریف‌شده به دست می‌آورد. Scale باید همراه نتیجه ذکر شود؛ HRA، HRB، HRC و مقیاس‌های Superficial یکسان نیستند. نوع ایندنتور، نیروی آزمون، حداقل ضخامت، فاصله اثرها و تصحیح سطح منحنی باید مطابق روش و استاندارد بررسی شوند. ASTM E18 الزامات ماشین، روش آزمون و Verification را برای سختی راکول فلزات پوشش می‌دهد.
سختی‌سنج برینل
در برینل، یک ساچمه با قطر و نیروی مشخص اثر نفوذ ایجاد می‌کند و قطر اثر اندازه‌گیری می‌شود. این روش برای بعضی مواد با ساختار درشت یا ناهمگن مفید است، اما به ضخامت و سطح کافی، فاصله مناسب از لبه و سیستم اندازه‌گیری اثر نیاز دارد. قطر ساچمه، نسبت نیرو، زمان اعمال و روش اپتیکی باید در RFQ مشخص باشند. ASTM E10 به دستگاه، روش و Verification آزمون برینل می‌پردازد.
سختی‌سنج ویکرز و میکروویکرز
ویکرز از ایندنتور الماسی هرمی استفاده می‌کند و قطرهای اثر با سامانه اپتیکی اندازه‌گیری می‌شوند. انتخاب Macro یا Micro به نیروی آزمون، ضخامت لایه، اندازه ناحیه هدف و کیفیت آماده‌سازی بستگی دارد. برای پوشش، جوش، لایه سخت‌کاری یا مقطع ریزساختاری، آماده‌سازی سطح و قابلیت اندازه‌گیری اثر اهمیت ویژه دارد. ASTM E92 الزامات آزمون‌های Vickers و Knoop را بیان می‌کند.
سختی‌سنج پرتابل؛ Leeb، UCI یا روش دیگر؟
سختی‌سنج پرتابل زمانی مفید است که قطعه بزرگ، نصب‌شده یا جابه‌جایی آن دشوار باشد. بااین‌حال «پرتابل» یک روش واحد نیست.
- Leeb بر رفتار بازگشتی Impact Body متکی است و جرم، صلبیت، ضخامت و زبری قطعه روی نتیجه اثر می‌گذارند.
- UCI تغییر فرکانس یک میله ارتعاشی با ایندنتور را در تماس کنترل‌شده ارزیابی می‌کند و برای هندسه‌ها یا لایه‌های مشخص می‌تواند مناسب باشد.
- Portable Rockwell باید بر اساس اصل و Verification همان روش بررسی شود؛ هر دستگاه قابل‌حمل الزاماً معادل دستگاه آزمایشگاهی نیست.
نوع Probe، جهت آزمون، حداقل جرم و ضخامت، Curvature Correction، نیاز به Support یا Coupling و ماده Calibration باید از دیتاشیت همان مدل بررسی شوند. تبدیل خودکار به HRC یا HB به معنی انجام مستقیم آزمون آن مقیاس نیست.
معیارهای انتخاب دستگاه سختی‌سنج فلزات
روش، مقیاس و استاندارد
ابتدا روش الزام‌شده در نقشه، ITP، Specification یا استاندارد محصول را مشخص کنید. فقط نوشتن یک عدد مانند «60» کافی نیست؛ باید مقیاس، روش، نیروی آزمون و نسخه استاندارد معلوم باشند. اگر چند روش لازم است، Universal Tester باید برای هر روش، بار، ایندنتور، سیستم قرائت و Verification مناسب داشته باشد.
جنس، ساختار و محدوده سختی
نوع ماده، عملیات حرارتی، پوشش یا لایه، محدوده سختی موردانتظار و هدف آزمون را اعلام کنید. انتخاب Scale نامناسب می‌تواند اثر بسیار بزرگ، بسیار کم‌عمق یا نتیجه خارج از محدوده معتبر ایجاد کند. جدول تبدیل فقط در دامنه‌های مشخص و با عدم قطعیت مناسب قابل استفاده است.
ابعاد، ضخامت و هندسه نمونه
حداقل و حداکثر ارتفاع، Throat Depth، شکل تخت یا استوانه‌ای، شعاع انحنا، وزن قطعه و دسترسی به محل آزمون روی انتخاب دستگاه و Fixture اثر دارند. اثر نباید به پشت نمونه یا اثرهای مجاور برسد. برای قطعات منحنی ممکن است سندان یا تصحیح مخصوص لازم باشد.
سطح و آماده‌سازی نمونه
اکسید، رنگ، کربن‌زدایی، زبری، پوشش، آلودگی و ارتعاش نتیجه را تغییر می‌دهند. کیفیت پولیش موردنیاز برای ویکرز و میکروویکرز معمولاً از راکول یا آزمون‌های پرتابل حساس‌تر است. روش آماده‌سازی باید با هدف کنترل کیفیت و محدودیت تخریب نمونه هماهنگ شود.
قرائت، نرم‌افزار و گزارش
در دستگاه‌های اپتیکی، بزرگ‌نمایی، Resolution، نوردهی و روش تشخیص لبه اثر اهمیت دارند. در سیستم دیجیتال، ذخیره نتایج، Statistics، User Access، Export، Printer و اتصال شبکه را فقط در صورت نیاز واقعی مشخص کنید. نام نرم‌افزار و نسخه سازگار باید برای همان مدل تأیید شود.
Verification، بلوک مرجع و مدارک
دامنه Calibration یا Verification باید روش، Scale و Force مورداستفاده را پوشش دهد. Test Block، Indenter و گواهی مربوط به همان دامنه را درخواست کنید. «دارای گواهی» بدون صادرکننده، تاریخ، دامنه و Traceability اطلاعات کافی نیست. دوره کنترل روزانه یا دوره‌ای را کیفیت، استاندارد و روش داخلی مجموعه تعیین می‌کند.
برند، مدل و محدودیت تأمین
برای این خانواده بهتر است RFQ با سازنده و Model/Order Code ترجیحی یا دست‌کم روش، Scale و مشخصات کامل ارسال شود. نام برند فقط برای تعیین دامنه بررسی فنی به کار می‌رود و به معنی نمایندگی، موجودی یا امکان تأمین همه مدل‌ها نیست. وضعیت تولید، Region Code، Accessories، Indenter، Test Block، نرم‌افزار و مدارک هر درخواست جداگانه بررسی می‌شوند.
چک‌لیست RFQ دستگاه سختی‌سنج
- روش آزمون: Rockwell، Superficial Rockwell، Brinell، Vickers، Micro-Vickers، Leeb، UCI یا روش دیگر.
- Scaleها، Forceها و محدوده سختی موردنیاز.
- استاندارد و نسخه مرجع پروژه یا محصول.
- جنس، عملیات حرارتی، پوشش و محدوده سختی نمونه.
- ابعاد، ضخامت، وزن، هندسه و شعاع انحنای قطعه.
- وضعیت سطح و امکان برش، سنگ‌زنی یا پولیش نمونه.
- رومیزی، پرتابل یا Universal بودن دستگاه.
- روش قرائت اثر و نیاز به میکروسکوپ یا دوربین.
- نیاز به Fixture، Anvil، Probe، Indenter و Test Block.
- الزامات Calibration، Verification و Traceability مدارک.
- نرم‌افزار، ذخیره‌سازی، خروجی گزارش و Interface موردنیاز.
- برق، شرایط محیطی، تعداد، مقصد و موعد تحویل.
- سازنده، Model، Part Number یا Datasheet ترجیحی در صورت وجود.
خطاهای رایج در خرید و استفاده
- سفارش دستگاه بر اساس عدد سختی بدون ذکر Scale و روش؛
- انتخاب دستگاه پرتابل بدون کنترل جرم، ضخامت، انحنا و صلبیت قطعه؛
- اتکا به تبدیل خودکار مقیاس‌ها به‌جای آزمون موردنیاز استاندارد؛
- نادیده‌گرفتن آماده‌سازی سطح و حداقل ضخامت؛
- سفارش دستگاه بدون Indenter، Anvil، Test Block یا سیستم قرائت لازم؛
- درخواست گواهی بدون تعیین دامنه، Scale، Force و Traceability؛
- تعمیم نتیجه یک نقطه به کل قطعه ناهمگن.
جمع‌بندی
برای انتخاب دستگاه سختی‌سنج فلزات، روش و Scale، استاندارد، جنس و هندسه نمونه، سطح، نیرو، ایندنتور، سیستم قرائت، Verification و لوازم جانبی را یکجا مشخص کنید. دستگاه مناسب باید روش الزام‌شده را روی نمونه واقعی و در محدوده معتبر اجرا کند؛ تعداد زیاد Scale یا تبدیل نرم‌افزاری به‌تنهایی معیار انتخاب نیست.
درخواست استعلام را ارسال کنید، دسته تجهیزات ابزار دقیق را ببینید یا برای ابزارهای بازرسی مرتبط به تسترهای صنعتی مراجعه کنید.