راهنمای عملیات سختی سنج راکول

 

دبلیوکلاه استسختی سنج راکول؟

سختی سنج راکول اولین سختی سنج راکول است که بر اساس اصل تست سختی راکول در جهان طراحی شده است که تنها با تماس با نمونه از یک طرف می تواند سختی فلز را آزمایش کند.پروب سختی سنج راکول توسط نیروی مغناطیسی روی سطح فولاد جذب می شود و نیازی به پشتیبانی از نمونه نیست.دقت تست مطابق با استانداردهای GB / t230 و iso6508 است که کمتر از سختی سنج رومیزی Rockwell نیست.

 

از چاک مغناطیسی برای تثبیت سختی سنج بر روی سطح قطعه کار فولادی بدون تکیه گاه، نمونه برداری و جابجایی قطعه استفاده می شود.آزمایش را می توان تا زمانی که یک طرف تماس داشته باشد تکمیل کرد

اصل سختی سنج راکول چیست؟

بر خلاف ارتفاع، وزن و عرض، سختی یک ویژگی اساسی فلز نیست.سختی بیشترین ارتباط را با استحکام کششی دارد و یک شاخص قابل اعتماد برای شکل پذیری و مقاومت در برابر سایش است.اصل هر روش تست سختی این است که یک فرورفتگی (نفوذ) را به یک نمونه ماده تحت یک بار خاص با یک نرخ کنترل شده وادار کنیم و سپس ابعاد (عمق یا سطح) فرورفتگی را اندازه گیری کنیم.بر خلاف طول، جرم یا زمان که معیارهای دقیقی دارند، تست سختی یک اندازه گیری مقایسه ای است: نتایج آزمایش دقیق را فقط می توان با ماشین های کالیبره شده و نتایج آزمایش قبلی که از ماده ای با سختی شناخته شده گرفته شده است به دست آورد.

در متالورژی، سختی یک ماده به ترکیبی از استحکام تسلیم، استحکام کششی و مدول الاستیسیته بستگی دارد - سفتی یک ماده و توانایی آن در مقاومت در برابر تغییر شکل تحت نیروی اعمالی.با فرورفتگی یک قطعه نمونه کوچک از مواد بدون از بین بردن آن اندازه گیری می شود.

در شرایط مشخص شده، دستگاه سختی سنج راکول (مخروط الماس، توپ فولادی یا توپ کاربید سیمانی) در 2 مرحله به سطح نمونه فشرده می شود.پس از حذف نیروی آزمایش اصلی، عمق باقیمانده h فرورفتگی را تحت نیروی آزمایش اولیه اندازه گیری کنید.سطح سختی با عمق باقیمانده h فرورفتگی نشان داده می شود.اصل تست سختی راکول در شکل 1 نشان داده شده است. نمودار اصل تست سختی راکول

1- عمق فرورفتگی تحت نیروی آزمایش اولیه F0.

2-عمق فرورفتگی تحت کل نیروی آزمایشی F0+F1.

3- عمق بازیابی الاستیک پس از حذف نیروی آزمایش اصلی F1.

4-عمق فرورفتگی باقیمانده h;

5-سطح نمونه;

6-مقدار اندازه گیری;

7- موقعیت دندانه دار

مقدار سختی راکول به صورت زیر محاسبه می شود:

N-ثابت، برای مقیاس های A، C، D، N، T، N=100;برای سایر مقیاس ها، N=130;

h-عمق فرورفتگی باقیمانده، میلی متر؛

S-constant، برای سختی راکول، S=0.002mm، برای سطح سختی Rockwell، S=0.001mm.عمق فرورفتگی مربوط به هر واحد سختی راکول، سختی راکول 0.002 میلی متر و سختی راکول سطحی 0.001 میلی متر است.هر چه فرورفتگی کم‌تر باشد، سختی آن بیشتر است.تست سختی راکول به دو نوع تقسیم می شود، یکی تست سختی راکول معمولی و دیگری تست سختی راکول سطحی.تست سختی راکول از سه فرورفتگی مخروط الماس 1200 و توپ فولادی 1.587 میلی متری 3.175 میلی متر و سه نیروی آزمایشی 60 کیلوگرمی، 100 کیلوگرمی و 150 کیلوگرمی استفاده می کند.9 ترکیب از آنها وجود دارد که مربوط به 9 مقیاس سختی راکول است، یعنی HRA، HRB، HRC، HRD، HRE، HRF، HRG، HRH، HRK.تست سختی راکول سطحی از دو فرورفتگی، مخروط 1200 الماس و توپ فولادی 1.587 میلی‌متری و سه نیروی آزمایشی 15 کیلوگرمی، 30 کیلوگرمی و 45 کیلوگرمی استفاده می‌کند.شش ترکیب از آنها، مربوط به شش مقیاس سطح راکول، یعنی HR15N، HR30N، HR45N، HR15N، HR30T، HR45T وجود دارد.

 

 

 

تصویر روش تست

الف = عمقی که پس از اعمال پیش بارگذاری توسط دندانه دار می رسد (بار جزئی)

B = موقعیت دندانه دار در طول بار کل، بارهای جزئی به علاوه عمده

C = موقعیت نهایی توسط دندانه دار پس از بازیابی الاستیک مواد نمونه به دست می آید

D = اندازه گیری فاصله گرفته شده نشان دهنده تفاوت بین موقعیت بار پیش بار و بار اصلی است.این فاصله برای محاسبه عدد سختی راکول استفاده می شود.

انواعی ازدندانه دارممکن است مورد استفاده قرار گیرد: الماس مخروطی با نوک گرد برای فلزات سخت‌تر تا فرورفتگی‌های توپ با قطری از 1/16 اینچ تا ½ اینچ برای مواد نرم‌تر است.

 

چه زمانیانتخاب مقیاس راکولیک راهنمای کلی این است که مقیاسی را انتخاب کنید که بزرگترین بار و بزرگترین فرورفتگی ممکن را بدون تجاوز از شرایط عملیاتی تعریف شده و در نظر گرفتن شرایطی که ممکن است بر نتیجه آزمایش تأثیر بگذارد را مشخص کند.این شرایط شامل نمونه های آزمایشی است که کمتر از حداقل ضخامت برای عمق فرورفتگی هستند.یک قالب آزمایشی که خیلی نزدیک به لبه نمونه می‌افتد یا یک قالب دیگر.یا آزمایش بر روی نمونه های استوانه ای.

 

علاوه بر این، محور آزمایش باید در عرض 2 درجه عمود باشد تا از بارگذاری دقیق اطمینان حاصل شود.نمونه آزمایشی یا آزمایشگر نباید در حین بارگیری از شرایطی مانند کثیفی زیر نمونه آزمایش یا روی پیچ بالابرنده انحراف داشته باشد.تمیز نگه داشتن پوشش سطحی مهم است و کربن زدایی از عملیات حرارتی باید حذف شود.

 

ورق فلزی می تواند برای آزمایش در مقیاس راکول خاص بسیار نازک و بسیار نرم باشد، بدون اینکه از حداقل ضخامت مورد نیاز تجاوز کند و احتمالاً سندان آزمایشی را فرورفته کند.در این مورد می توان از سندان الماسی استفاده کرد تا تأثیر ثابتی از نتیجه داشته باشد.

 

مورد خاص دیگر در آزمایش ورق فلزی نورد سرد این است که سخت کاری می تواند یک گرادیان سختی را از طریق نمونه ایجاد کند، بنابراین هر آزمایشی میانگین سختی را در اثر عمق فرورفتگی اندازه گیری می کند.در این مورد، هر نتیجه آزمایش راکول مشکوک خواهد بود، اغلب سابقه آزمایش با استفاده از مقیاس خاصی بر روی یک ماده خاص وجود دارد که اپراتورها به آن عادت دارند و قادر به تفسیر عملکردی آن هستند.

 

روش تست

(1) سطح بالایی پیچ و سطوح انتهایی بالایی و پایینی میز کار را پاک کنید و میز کار را روی میز پیچ قرار دهید.

(2) سطح تکیه گاه نمونه را تمیز کنید و آن را روی میز کار قرار دهید، چرخ دستی را بچرخانید تا به آرامی میز کار را بالا بیاورید و فرورفتگی را به سمت بالا فشار دهید تا نشانگر کوچک به نقطه قرمز اشاره کند و نشانگر بزرگ 3 دایره به صورت عمودی به سمت بالا بچرخد.

(3) پوسته نشانگر را بچرخانید تا خط حکاکی شده طولانی بین C و B با نشانگر بزرگ تراز شود.

(4) دستگیره بارگیری را بکشید، نیروی آزمایش اصلی را اعمال کنید و نشانگر بزرگ نشانگر در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد.

(5) هنگامی که چرخش سوزن نشانگر متوقف می شود، می توان دستگیره تخلیه را به عقب هل داد تا نیروی آزمایش اصلی حذف شود.

(6) خواندن از مقیاس مربوطه در نشانگر.

(7) چرخ دستی را بچرخانید تا قطعه آزمایش را پایین بیاورید، سپس قطعه آزمایش را حرکت دهید و آزمایش جدیدی را مطابق مراحل بالا انجام دهید (2)-(6).

(8) پس از آزمایش، دستگاه را با پوشش گرد و غبار بپوشانید.

موارد احتیاط

نزدیکی

فرورفتگی های نفوذگر باید حداقل دو قطر فرورفتگی از لبه قطعه کار و حداقل دو قطر فرورفتگی از هر فرورفتگی دیگر برای تعیین سختی واقعی فاصله داشته باشند.

 

ضخامت مواد

نسبت به ضخامت ماده از ترکیب بار/ فرورفتگی صحیح استفاده کنید.آزمایش‌ها به اندازه‌گیری سختی سندان ختم می‌شوند و نتایج نشان‌دهنده سختی واقعی قطعه نمونه نخواهد بود.

 

بدون انباشته شدن

هرگز چندین قطعه از مواد نمونه را روی هم قرار ندهید.رابط های بین نوار تأثیر منفی بر خواندن دارد.ضخامت نوار تست باید حداقل 10 برابر بیشتر از عمق فرورفتگی بار اصلی مورد انتظار باشد.

 

آبکاری را آزمایش نکنید

نمونه های آبکاری شده و تمام شده باید به صورت مقطعی آزمایش شوند تا بتوان فرورفتگی ها را به طور کامل در فلز پایه ایجاد کرد.مواد آبکاری و تکمیل معمولا سخت تر یا نرم تر از فلزات پایه هستند.

 

تنظیم

دستگاه های سختی سنجی باید هر ساله در شرایط کاری خوب نگهداری و کالیبره شوند.روزانه از یک بلوک آزمایشی با سختی شناخته شده استفاده کنید تا مطمئن شوید که تجهیزات شما به درستی کالیبره شده است.

 

منحنی ها

مواد خمیده یا پیچ خورده نتایج آزمایش اشتباهی ایجاد می کند.مواد نمونه باید مسطح باشد و طوری قرار گیرد که سطح زیرین مواد آزمایش شده مستقیماً روی سندان قرار گیرد.

 

اجتناب از تبدیل

تبدیل نتایج آزمایش از یک مقیاس سختی به مقیاس دیگر ممکن است نتایج معیوب ایجاد کند.اگر یک ماده دارای گواهی سختی آزمایش خاص باشد، قسمت نهایی باید در همان مقیاس آزمایش شود.

 

تحمل ها

تست سختی با متغیرهایی برای نتایج مثبت یا منفی تحمل می شود.برای کمک هزینه های خاص برای تجهیزات تست خود به ASTM E10، ASTM E18، ASTM 392، ASTM E140 یا ASTME E384 مراجعه کنید.

 

دندانه ها

گوی های گرد باید گرد باشند.در حالی که فرورفتگی‌های توپ فولادی نسبت به همتایان کاربید تنگستن خود ارزان‌تر هستند، فولاد در طول آزمایش‌های نمونه‌های مواد بسیار سخت به احتمال زیاد صاف می‌شود.

 

آماده سازی سطح

سطوح تست باید صاف باشند تا نتایج دقیقی حاصل شود.سطوح ناهموار به نفوذگر اجازه ایجاد فرورفتگی های مشخص و قابل اندازه گیری را نمی دهند.

 

سطح تست

برای دستیابی به نتایج منسجم و دقیق، سطح آزمون باید موازی یا عمود بر دندانه باشد.

 

تسترهای قابل حمل

تسترهای دستی مقرون به صرفه و راحت هستند، اما جایگزین های قابل اعتمادی برای تست رومیزی نیستند.آنها برای آزمایش مقایسه نمونه های ناشناخته در مقابل نمونه های شناخته شده از همان نوع مناسب هستند.

 

نگهداری

(1) هنگامی که سختی سنج برای مدت طولانی استفاده نمی شود، دستگاه را با پوشش گرد و غبار بپوشانید.

(2) به طور منظم مقدار کمی روغن را به سطح تماس پیچ سرب و چرخ دستی تزریق کنید.

(3) قبل از استفاده از سختی سنج، سطح بالایی پیچ سرب و سطح انتهایی بالایی میز کار باید تمیز شود.

(4) اگر خطای نشانگر سختی بزرگ باشد:

① میز کار را می توان برای بررسی تمیز بودن سطح تماس با پیچ جدا کرد.

②بررسی کنید که آیا روکش محافظ پیچ سرب میز کار را بالا می برد یا خیر.

③ بررسی کنید که آیا تورفتگی آسیب دیده است یا خیر.

(5) اگر نیروی آزمایش اصلی اعمال شود، نشانگر نشانگر به سرعت شروع به چرخش می کند و سپس به آرامی می چرخد، که نشان می دهد روغن در بافر خیلی کم است.در این زمان، پد نمدی را در انتهای بالایی بافر بلند کرده و روغن تمیز 20# را به آرامی تزریق کنید.در همان زمان، چندین بار دستگیره را بکشید و فشار دهید تا پیستون چندین بار بالا و پایین حرکت کند تا تمام هوای بافر خارج شود تا زمانی که پیستون به پایین فرو رود و روغن از آن سرریز شود.

(6) مرتباً دقت سختی سنج را با بلوک سختی استاندارد که توسط دستگاه حمل می شود بررسی کنید.

① میز کار و بلوک سختی استاندارد را پاک کنید و آزمایش را روی سطح کار بلوک سختی انجام دهید و هرگز اجازه آزمایش روی سطح نگهدارنده را ندهید.

②در صورت بزرگ بودن خطای مقدار نمایش داده شده، علاوه بر بررسی مورد چهارم در این قسمت، بررسی کنید که آیا بر روی سطح نگهدارنده بلوک سختی استاندارد سوراخ وجود دارد و در صورت وجود فرز، با سنگ روغن جلا دهید.

③ هنگام آزمایش در موقعیت های مختلف بلوک سختی استاندارد، بلوک سختی باید روی میز کار کشیده شود و نباید از روی میز کار برداشته شود.

(7) ابزار باید به طور منظم بررسی و به صورت دوره ای تأیید شود.

 

مردم هم می پرسند

1. چگونه تست سختی را انجام می دهید؟

(8) آزمایش سختی معمولاً با فشار دادن یک جسم با ابعاد خاص و بارگذاری شده (داخل کننده) در سطح ماده ای که آزمایش می کنید انجام می شود.سختی با اندازه‌گیری عمق نفوذ فرورفتگی یا اندازه‌گیری اندازه اثر باقی‌مانده توسط یک فرورفتگی تعیین می‌شود.

 

2.چگونه از سختی سنج دستی Rookwell استفاده می کنید؟

(1) سطح بالایی پیچ و سطوح انتهایی بالایی و پایینی میز کار را پاک کنید و میز کار را روی میز پیچ قرار دهید.

(2) سطح تکیه گاه نمونه را تمیز کنید و آن را روی میز کار قرار دهید، چرخ دستی را بچرخانید تا به آرامی میز کار را بالا بیاورید و فرورفتگی را به سمت بالا فشار دهید تا نشانگر کوچک به نقطه قرمز اشاره کند و نشانگر بزرگ 3 دایره به صورت عمودی به سمت بالا بچرخد.

(3) پوسته نشانگر را بچرخانید تا خط حکاکی شده طولانی بین C و B با نشانگر بزرگ تراز شود.

(4) دستگیره بارگیری را بکشید، نیروی آزمایش اصلی را اعمال کنید و نشانگر بزرگ نشانگر در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد.

(5) هنگامی که چرخش سوزن نشانگر متوقف می شود، می توان دستگیره تخلیه را به عقب هل داد تا نیروی آزمایش اصلی حذف شود.

(6) خواندن از مقیاس مربوطه در نشانگر.

(7) چرخ دستی را بچرخانید تا قطعه آزمایش را پایین بیاورید، سپس قطعه آزمایش را حرکت دهید و آزمایش جدیدی را مطابق مراحل بالا انجام دهید (2)-(6).

(8) پس از آزمایش، دستگاه را با پوشش گرد و غبار بپوشانید.

 

3چگونه شماره سختی راکول خود را پیدا کنم؟

عدد سختی راکول از عمق تغییر شکل دائمی فرورفتگی در نمونه، یعنی تفاوت در موقعیت فرورفتگی قبل و بعد از اعمال بار اصلی محاسبه می‌شود.بارهای جزئی و عمده را می توان با استفاده از وزنه های مرده یا فنر اعمال کرد.

 

4آیا کد برای تست سختی راکول است؟

ISO 6508-1:2015 روشی را برای تست های سختی معمولی و راکول راکول (مقیاس ها و محدوده کاربرد طبق جدول 1) برای مواد فلزی مشخص می کند و برای دستگاه های سختی سنجی ثابت و قابل حمل قابل اجرا است.

 

5.چگونه سختی سنج دیجیتال را کالیبره می کنید؟

رویه نیروی سنج را که باید کالیبره شود بیرون بیاورید و به صورت عمودی بالا نگه دارید.صفر را روی نیروسنج تنظیم کنید.سپس وزنه های استاندارد روی قلاب نیروسنج اعمال می شود و کشش فنر روی نیروسنج اندازه گیری می شود.هنگامی که 1 کیلوگرم وزن استاندارد اعمال می شود، ترازو روی نیروسنج نیز باید کشش 1 کیلوگرمی را از نقطه اولیه که نشانگر تنظیم می شود نشان دهد.دوباره صفر را روی نیروسنج تنظیم کنید.برای سایر وزنه ها نیز همین روش را دنبال کنید.این آزمایش برای وزن های استاندارد 1.0 کیلوگرم، 2.0 کیلوگرم، 5.0 کیلوگرم، 10.0 کیلوگرم، 20.0 کیلوگرم و 30.0 کیلوگرم وزنه ها انجام می شود.

 

6.هر چند وقت یکبار باید دورومتر کالیبره شود؟

یک سال

فاصله کالیبراسیون در طول سنج شما یک سال خواهد بود مگر اینکه در غیر این صورت درخواست شود.عوامل متعددی باید در نظر گرفته شوند مانند: دقت مورد نیاز در مقابل دقت ابزار، تاثیر خواندن خارج از تحمل بر فرآیند و سابقه عملکرد.