سختی پذیری به چه معنی است ؟

مقدمه:

دو کلمه رایج در مورد خواص ورق استیل، سختی و سختی پذیری می باشد. این دو کلمه برگرفته از یک ریشه، اما معنای بسیار متفاوت از یکدیگر هستند. سختی مشخصه ورق استیل است، در حالی که سختی پذیری توصیف کننده توانایی ورق استیل در پذیرش سختی است. 

تست سختی سنجی:

تست های مختلفی برای تعیین سختی ورق استیل وجود دارد. دو مورد از رایج ترین آنها تست برینل و راکول هستند. روش برینل بهترین روش برای تعیین دقیق سختی در نظر گرفته می شود. سختی‌پذیری مواد با اعمال یک بار فشار بالا (معمولاً حدود 3000 کیلوگرم) و یک توپ فولادی با قطر 10 میلی‌متر به عنوان یک فرورفتگی آزمایش می‌شود. بار آزمایشی (که از قبل تعیین شده است) روی نمونه اعمال می شود و سپس برای یک دوره زمانی خاص نگه داشته می شود (همچنین از پیش تعیین شده)، سپس حذف می شود. اثری که از فرورفتگی بر جای می‌گذارد، حداقل در دو قطر اندازه‌گیری می‌شود، سپس میانگین می‌شود. در آن نقطه، می توان از نمودار برای تبدیل قطر متوسط به عدد سختی برینل (BHN) استفاده کرد. هرچه قطر بزرگتر باشد، مواد نرم تر است.
تست راکول عمق فرورفتگی ایجاد شده توسط بار روی دندانه را نیز اندازه گیری می کند. اما با این روش، یک نیروی آزمایش اولیه به فلز وارد می شود که بر روی سطح اعمال می شود. نیروی پیش آزمون برای مدت زمان مشخصی نگه داشته می شود، سپس عمق فرورفتگی اندازه گیری می شود. پس از انجام آن، یک بار اصلی به پیش بارگذاری اضافه می شود. نیرو مجدداً برای مدت زمان معینی نگه داشته می شود و امکان بازیابی الاستیک را فراهم می کند. هنگامی که بار اصلی آزاد می شود، عمق نهایی فرورفتگی اندازه گیری می شود. مقدار سختی از تفاوت در خط پایه و عمق نهایی اندازه گیری به دست می آید. سپس این عدد به عدد سختی تبدیل می شود. درست مانند آزمایش برینل، هر چه تورفتگی عمیق تر باشد، مواد نرم تر است. از آنجایی که فرورفتگی آزمون راکول یک نوک الماس است، ناحیه آزمایش شده یک نقطه محدود در ورق استیل است که ممکن است سختی گمراه کننده ای را ارائه دهد. تست برینل ناحیه وسیع تری را پوشش می دهد و بیشتر نشان دهنده سختی صفحه است.

سختی:

اکنون که می دانیم چگونه سختی را تعیین کنیم، بیایید کمی عمیق تر موضوع را بررسی نماییم. ما می دانیم که سختی ویژگی فلز واقعی است، اما به چه معناست؟ به بیان ساده، سختی مقاومت فولاد در برابر نفوذ است. انواع مختلفی از فولاد وجود دارد، به عنوان مثال AR400 یا AR500 که با سختی خاصی تولید می شوند. 

سختی پذیری:

در حالی که سختی یک ویژگی ماده است، سختی پذیری توانایی سخت شدن مواد توسط عملیات حرارتی را توصیف می کند. به بیان ساده، در مورد پتانسیل صحبت می کند. هنگامی که یک قطعه ورق استیل تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد، به آن کوئنچ و تمپر می گویند. تمپرینگ به معنای گرم کردن صفحه تا دمای بالا است و کوئنچ به معنای خنک کردن سریع صفحه داغ از طریق محیطی مانند آب، روغن یا چیز دیگری است. هنگامی که ورق استیل سرد می شود، قسمت بیرونی صفحه به سرعت سرد می شود. بسته به ضخامت صفحه، اعماق داخلی مواد ممکن است به سرعت سرد نشود. اگر خیلی آهسته سرد شود، این قطعه می‌تواند هسته نرم‌تر و پوسته سخت‌تری داشته باشد. سختی پذیری به توانایی فولاد برای سخت شدن توسط آن فرآیند اشاره دارد.

آزمایش کردن:

همانند سختی، آزمایشی برای تعیین سختی پذیری وجود دارد که تست Jominy نامیده می شود. این آزمایش برای ارائه مرجعی برای تعیین میزان کاهش سختی مورد انتظار از سطح تا مرکز میله ایجاد شده است. این بیشتر به عنوان باند H شناخته می شود و در شیمی استاندارد میله های آلیاژی موجود است که می توان آن را به صورت آنلاین یافت. برای انجام آزمایش، یک میله فلزی گرد با اندازه استاندارد عملیات حرارتی می شود، سپس یک انتهای میله با آب تا دمای اتاق سرد می شود. نرخ خنک کننده در انتهای سرد شده بالاترین خواهد بود و با فاصله کاهش می یابد. پس از خنک شدن، یک سطح صاف در امتداد قطعه آزمایش آسیاب می شود و یک سری آزمایش سختی راکول با افزایش 16/1 اینچی انجام می شود. در حین اندازه گیری، نقطه ای وجود خواهد داشت که انتهای خاموش شده ماده شروع به از دست دادن سختی می کند و با اندازه گیری بیشتر کاهش می یابد.

نتیجه گیری:

در پایان، سختی پذیری و سختی ابزارهایی هستند که به شما امکان می دهند تعیین کنید که آیا یک محصول می تواند نیازهای شما را برای فرآیند ساخت مورد استفاده برآورده کند یا خیر. اگر در حال شکل‌دهی هستید، می‌خواهید سختی و سختی‌پذیری را در نظر بگیرید تا تعیین کنید که آیا محصول بدون ترک تشکیل می‌شود یا خیر، و به چه شعاع و دهانه‌های قالب نیاز است. اگر در حال ماشینکاری هستید، باید سختی آن را بدانید تا بتوانید زمان خود را تعیین کنید. هرچه مواد سخت‌تر باشد، زمان بیشتری برای ماشین‌کاری صفحات نیاز است. اگر در حال جوشکاری هستید، ناحیه ای در اطراف جوش خواهید داشت که سختی آن نیز تغییر می کند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی