سختی یك ماده ویژگی است كه به خوبی تعریف نشده است، و متناسب با تجربه كسی كه با آن سروكار دارد معانی زیادی به خود می گیرد. سختی یکی از معیارهای مقاومت مواد جامد در برابر تغییر شکل پلاستیک است. معیارها و آزمون‌های مختلفی برای سختی مواد وجود دارد اما تمام آنها از مقاومت ماده در برابر یک فرورونده یا خراشنده با اعمال نیروی مشخص بر ابزاری با شعاع یا قطر مشخص سختی ماده را ارزیابی می‌کنند. می توانید این تحقیق رشته مهندسی صنایع را به صورت فایل word دانلود نمایید.
در مراجع متالوگرافی، سختی فلزات به مقاومت آنان به تغییر شکل پلاستیک توسط نفوذ یک جسم فرو رونده تعریف شده است. به طور كلی معمولاً سختی حاكی از مقاومت در برابر تغییر شكل بوده و این خاصیت در فلزات معیاری از مقاومت آنها در برابر تغییر شكل مومسان یا دائم است. برای كسی كه با علم مكانیك و آزمایش مواد سروكار دارد به احتمال زیاد سختی به معنی مقاومت در برابر فرورفتگی است. برای یک مهندس طراح سختی غالباً یك كمیت معین و از نظر اندازه گیری ساده می باشد و اطلاعاتی از استحكام و عملیات حرارتی فلز به دست می دهد. سختی یك خاصیت اساسی ماده نیست اما در رابطه با خواص پلاستیكی و الاستیكی قطعه مطرح می شود. برای مثال برای یك قطعه خاص، مقدار سختی در دو نقطه مختلف آن ممكن است فرق داشته باشد. در صورتیكه خصوصیتی مثل مدول الاستیسیته برای یك قطعه مشخص می باشد. روش آزمایش و آماده كردن نمونه معمولاً ساده است و از نتایج ممكن است در مشخص کردن خصوصیات مكانیكی دیگر استفاده شود. تست سختی به طور گسترده ای در بازرسی ها و كنترل قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاَ اصطلاح سختی به خاصیت اجسام در مقابل نفوذ جسم دیگری به سطح آنها و میزان مقاومت و نفوذپذیری آنها اطلاق می شود.
روش های ابتدائی اندازه گیری سختی فلزات
الف) تعیین سختی مقایسه ای با روش ریومر:
در این روش لبه دو نمونه فلزی منشوری شکل بر روی هم فشار داده
می شوند.
ب) روش سختی سنجی فوپل:
در این روش دو نمونه نیمه استوانه ای شکل فلزی بر روی هم فشار داده شده و اندازه سطح تماس پهن شده تعیین می گردد، این تکنیک برای سختی سنجی گرم نیز به کار رفته است. در این روش نیروی اعمال شده بر هر دو شمش مساوی بود و به این ترتیب می شد سختی دو قطعه فلزی را مستقیما با همدیگر مقایسه کرد. در سال 1897 فوپل ( Foeppl ) به جای شمش های منشوری از دو نیم استوانه استفاده کرد. وی نسبت سطح پهن شده به نیروی وارده را معیار سختی معرفی نمود.
اهمیت سختی سنجی مواد
مطمئنا ارزش و اهمیت ویژگی های مواد را نمی توان نادیده گرفت. اطلاعات حاصل از تست سختی می تواند به همراه سایر تکنیک های تائید کیفیت مواد از قبیل تست کشش و فشار مورد استفاده قرار گرفته و مکمل آنها باشد. اطلاعات بدست آمده از سختی سنجی و اهمیت آن در سازه های ساختمانی، صنعت خودرو، هوا فضا، کنترل کیفیت و... را در نظر بگیرید. با در دست داشتن این ویژگی ها، بینش ارزشمندی برای دوام، قدرت، انعطاف پذیری و قابلیت های انواع مختلف قطعات که از مواد خام به کالای نهایی تبدیل می شوند فراهم می گردد. دربسیاری از كاربردهای صنعتی نیاز به قطعاتی است كه دارای سطحی سخت بوده، و در عین حال از چقرمگی و مقاومت به ضربه خوبی نیز برخوردار باشند. از جمله مواردی كه می توان در این رابطه به عنوان مثال به آنها اشاره كرد عبارتند از : میل لنگ، میل بادامك، چرخ دنده و قطعات مشابه. این قطعات باید سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش داشته و همچنین بسیار چقرمه و مقاوم در برابر ضربه های وارده در حین كار باشند.
سختی سنجی راکول
روش های راکول از پرکاربردترین روش های سختی سنجی است. در این روش، سرعت سختی سنجی بالا بوده و به علت عدم دخالت اپراتور در فرایند تست، خطای کاربری حداقل است یا اصلاً وجود ندارد. در سختی سنجی به روش های راکولی می بایست ضخامت قطعه ی تحت آزمون، حداقل 10 برابر عمق فرورفتگی ایندنتور راکول باشد. در روش فوق، نیازی به پولیش کامل و آینه بودن قطعه کار نیست. از محدودیت های سختی سنجی به روش راکول می توان به ضعف در سختی سنجی قطعات نرم و نازک به علت نیروی بالای تست، و همچنین ایجاد خطا در نتایج تست لوله به علت خم شدن لوله در اثر اعمال نیروی بالا اشاره کرد.
سختی سنجی برینل
جهت سختی سنجی قطعات نرم و فلزات رنگین از قبیل مس، برنج و آلومینیوم، از روش برینل استفاده می شود. در این روش سختی سنجی باید به مقدار نیرو در گزارش ها توجه کرد. زیرا تغییر نیروی روش برینل باعث تغییر سختی قرائت شده می شود. در روش برینل، دقت کاربر در قرائت قطر اثر و در نهایت سختی اندازه گیری شده موثر است. در این روش، نسبت به سایر روش های سختی سنجی، سطح بیشتری از قطعه تحت آزمون قرار می گیرد. و اثر برجای مانده از نوک ایندنتور بیشتر از سایر روش های سختی سنجی است. از محدودیت های روش فوق می توان به پیچیدگی کار به منظور اضافه شدن سیستم اپتیک به دستگاه سختی سنج اشاره کرد. همچنین دو پهن شدن احتمالی ساچمه ایندنتور در نیروهای زیاد و قطعات سخت، خارج شدن دستگاه از کالیبره را به همراه دارد.
فهرست مطالب
سختی چیست؟ 4
تعریف سختی: 4
سختی فلزات چیست؟ 5
تاریخچه سختی: 8
معیارهای سختی: 8
سختی ویکرزبه انگلیسی: 9
سختی برینل به انگلیسی( Brinell hardness): یکی از معیارهای سختی است 10
استانداردهای سختی سنج: 10
روش های ابتدائی اندازه گیری سختی فلزات: 11
الف) تعیین سختی مقایسه ای با روش ریومر: 11
ب) روش سختی سنجی فوپل: 11
اهمیت سختی سنجی مواد: 12
چه بلوک سختی باید تهیه کنیم؟ 13
روش سختی سنجی: 13
مقدار سختی 14
روش های سختی سنجی فلزات: 15
سختی سنجی لیب: 15
سختی سنجی راکول: 17
جدول مقیاس های سختی سنجی راکول: 18
سختی سنجی برینل: 21
سختی سنجی ویکرز: 27
میکرو سختی سنجی ویکرز: 28
منابع : 31