سختی سنج لیب

در روش تست سختی لیب، مقدار سختی را می توان از اتلاف انرژی جسم ضربه ای پس از برخورد به فلز محاسبه کرد. این ضریب لیب معادل اندازه گیری آن اتلاف انرژی در اثر تغییر شکل است. بدنه ضربه‌ای از نمونه‌های سخت‌تر سریع‌تر از نمونه‌های نرم‌تر برگشت می‌کند، که منجر به مقدار بزرگ‌تر 1000* vr/vi می‌شود که به عنوان واحد سختی برگشتی Leeb HL ذکر می‌شود.

هنگامی که یک دستگاه ضربه به یک جسم ضربه ای با کمک نیروی فنر شتاب می دهد، سرعت جسم ضربه ای به سه فاز تقسیم می شود:

فاز رویکرد
بدنه ضربه در جهت سطح آزمایش با کمک نیروی فنر شتاب می گیرد.

فاز ضربه
بدنه ضربه و همچنین نمونه در تماس مستقیم باقی می مانند. نمونه از نظر پلاستیک یا الاستیک تغییر شکل می‌دهد و بدنه ضربه‌ای متوقف می‌شود. این ماهیت فنری الاستیک بدنه ضربه ای و همچنین نمونه، به بازگشت بدنه ضربه ای کمک می کند.

فاز برگشت
بدنه ضربه مجدداً با انرژی حاصل از فاز ضربه خارج می شود.

سختی سنج میز
این سختی سنج یک نوع سنتی است که برای تعیین سختی نمونه با استفاده از روش های استاندارد Rockwell، Vickers، Brinell یا Shor استفاده می شود. از این رو، آنها را می توان "تستر سختی راکول" یا "سختی سنج برینل" نامید. سختی سنج های زیادی وجود دارد که برای اندازه گیری سختی نمونه نه تنها با استفاده از یک مقیاس بلکه از مقیاس های سختی متفاوت استفاده می شود.

برای اندازه گیری سختی با استفاده از مقیاس های برینل، راکول و ویکرز، سختی سنج رومیزی وجود دارد. تمامی این سختی سنج ها بسیار بزرگ و سنگین هستند و بیش از 50 کیلوگرم وزن دارند. بنابراین این تسترها یا روی میز و یا روی زمین نصب می شوند. از مزایای آن می توان به اجرای استاندارد به همراه روش آسان تر و مستقیم تعیین سختی اشاره کرد.

سختی سنج های قابل حمل
بر خلاف تسترهای رومیزی، سختی سنج های قابل حمل از نظر اندازه کوچکتر و سبک وزن هستند. این تسترها ماهیت فشرده ای دارند که با استفاده از مقیاس های مختلف سختی سختی را تعیین می کنند. علاوه بر این، سختی سنج های مدرن قابل حمل می توانند سختی را با استفاده از تمام مقیاس های سختی تشخیص دهند. از مزایای اصلی آن می توان به راحتی کاربر و همچنین قابل حمل بودن اشاره کرد. نیازی به حمل نمونه در واحدهای آزمایش یا کارگاه نیست.

سختی سنج مدرن قابل حمل می تواند نتایج آزمایش را به صورت الکترونیکی در حافظه داخلی ذخیره کند و سپس آنها را به رایانه برای تولید گزارش منتقل کند. این گزارش ها از یک برنامه تخصصی به نام ARM استفاده می کنند که همراه با تسترهای قابل حمل ارائه می شود. گاهی اوقات، ممکن است نیازی به سختی سنج های رومیزی وجود داشته باشد، اگرچه بسیار نادر است. به هر حال، 99 مورد از 100 کاربر همیشه دستگاه های قابل حمل را ترجیح می دهند.

معرفی
سختی سنج های برگشتی که به نام " سختی سنج لیب " شناخته می شوند جایگزینی برای سختی سنج های سنتی هستند که در آزمایشگاه ها نصب می شوند. انقلابی که توسط تسترهای سختی برگشتی نشان داده می شود در درجه اول به قابلیت حمل و نقل آنها با دقت بسیار بالا و نوع آزمایش غیر مخربی که قادر به انجام آن هستند مربوط می شود.

این روش بر اساس اصل لیب است که توسط دیتمار لیب در سال 1975 معرفی شد. از نظر مفهومی به عنوان نسبت بین سرعت ضربه و سرعت برگشت بدنه ضربه ای تعریف می شود و سپس در 1000 ضرب می شود. بسته به نوع فلز، روش Leeb مقدار سختی را نشان می دهد که می تواند به مقیاس های دیگر (به عنوان مثال HB، HV، HRC و غیره) تبدیل شود.
با استفاده از همین اصل می توان استحکام کششی نسبت به فولاد را نیز اندازه گیری کرد. اصل عملیات مبتنی بر اعمال نیروی خاصی به جسم ضربه ای با وزن معین است که سطح اندازه گیری را لمس می کند.

هنگامی که ضربه گیر کروی در فاصله 1 میلی متری از سطح اندازه گیری قرار دارد، این ابزار به ترتیب سرعت ضربه و برگشت را اندازه گیری می کند. فرمول محاسبه به صورت زیر است:

HL=1000×(VB/VA)
HL → مقدار سختی HLD
VB → سرعت برگشت بدنه ضربه
VA → سرعت ضربه نفوذگر

با این روش می توانیم بسیاری از مواد را اندازه گیری کنیم، مانند:
• فولاد و ذوب ;
• فولاد ابزار کار سرد ;
• آلیاژهای فولاد ضد زنگ ;
• چدن خاکستری ;
• چدن گره ای ;
• ادغام و آلیاژهای آلومینیوم ;
• آلیاژهای برنج / آلیاژهای برنج روی ;
• آلیاژهای برنز ;
• آلیاژهای مس

سختی سنج یک ابزار ضروری در صنایع و کاربردهای مختلف است که به تعیین سختی مواد کمک می کند. سختی یک ویژگی ماده حیاتی است که نشان دهنده مقاومت آن در برابر تغییر شکل، سایش و خراش است. مواد مختلف بر اساس کاربرد مورد نظرشان به سطوح سختی متفاوتی نیاز دارند. با اندازه گیری سختی، مهندسان می توانند کیفیت مواد را ارزیابی کنند، تصمیمات آگاهانه ای برای انتخاب مواد بگیرند و از قابلیت اطمینان محصول اطمینان حاصل کنند.

متالورژی و ساخت و ساز
در زمینه متالورژی، سختی سنج ها نقش اساسی در کنترل کیفیت و مشخصه مواد دارند. سازندگان از تست های سختی برای ارزیابی استحکام و دوام اجزای فلزی مانند چرخ دنده ها، شفت ها، یاتاقان ها و ابزار استفاده می کنند. به عنوان مثال، تست سختی برینل شامل فرورفتگی سطح یک ماده با یک توپ فولادی سخت شده و اندازه گیری قطر قالب حاصل است. این روش معمولاً برای آزمایش قطعات ریخته گری و آهنگری استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که مشخصات سختی مورد نیاز را برآورده می کنند.

صنعت خودرو
در بخش خودرو، سختی سنج های قابل حمل برای ارزیابی سختی اجزای حیاتی مانند قطعات موتور، سیستم های ترمز و اجزای انتقال استفاده می شود. اطمینان از سطوح سختی بهینه در این قطعات برای طول عمر و عملکرد آنها ضروری است. تست های سختی به سازندگان کمک می کند تا مواد مستعد سایش و پارگی را شناسایی کنند که منجر به بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان خودرو می شود.

مهندسی هوا فضا
صنعت هوافضا به دلیل شرایط شدیدی که در طول پرواز تجربه می شود، به موادی با استحکام و دوام بالا نیاز دارد. تست سختی برای بررسی اجزای هواپیما مانند پره های توربین، ارابه فرود و عناصر ساختاری استفاده می شود. با تعیین دقیق سختی، مهندسان می توانند از خرابی های ناشی از استرس، خستگی یا خوردگی بیش از حد جلوگیری کنند و ایمنی سفر هوایی را تضمین کنند.

ساخت و ساز و مهندسی عمران
در ساخت و ساز، سختی سنج برای ارزیابی کیفیت مصالح ساختمانی مانند بتن و آسفالت استفاده می شود. آزمایش چکش برگشتی، یک روش غیر مخرب، سختی سطح سازه‌های بتنی را اندازه‌گیری می‌کند و بینشی در مورد مقاومت فشاری و دوام آنها ارائه می‌کند. این اطلاعات برای حفظ یکپارچگی ساختاری ساختمان ها، پل ها و جاده ها حیاتی است.

تحقیقات علم مواد
تست سختی در تحقیق و توسعه علم مواد اساسی است. دانشمندان از آن برای مطالعه رفتار مواد، آلیاژها و کامپوزیت های تازه توسعه یافته استفاده می کنند. با تجزیه و تحلیل رابطه بین سختی و سایر خواص مکانیکی، محققان بینش هایی را در مورد کاربردهای بالقوه یک ماده در صنایع مختلف، از الکترونیک گرفته تا دستگاه های پزشکی به دست می آورند.

کنترل کیفیت در الکترونیک
صنعت الکترونیک برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عملکرد اجزایی مانند ریزتراشه ها، کانکتورها و بردهای مدار بر تست سختی متکی است. سطوح سختی مناسب برای جلوگیری از آسیب ناشی از استرس مکانیکی یا انبساط حرارتی بسیار مهم است. سختی سنج ها به شناسایی مواد مستعد تغییر شکل یا ترک در شرایطی که این اجزاء تجربه می کنند کمک می کنند.

صنعت نفت و گاز
بخش نفت و گاز اغلب با محیط های خشن و خورنده سر و کار دارد. سختی سنج ها برای ارزیابی سختی مواد خط لوله، تجهیزات حفاری و اجزای پالایشگاه استفاده می شوند. این تضمین می کند که این مواد می توانند در برابر تنش های ناشی از حفاری، حمل و نقل و فرآوری منابع نفت و گاز مقاومت کنند.

در کار سایت اغلب با قطعات تست سطح مواجه می‌شویم. سطوح مختلف اثرات متفاوتی بر روی نتایج تست سختی دارند. در صورت عملکرد صحیح، ضربه همزمان با نمونه صفحه روی سطح نمونه می افتد، بنابراین می توان از حلقه پشتیبانی جهانی استفاده کرد.

با این حال، زمانی که انحنا به اندازه یک اندازه خاص باشد، حالت ارتجاعی تغییر شکل هواپیما به دلیل تفاوت قابل توجهی در تاثیر ضربه بدنه کم است، به طوری که سختی هند پایین است. بنابراین، برای نمونه، توصیه می شود در هنگام اندازه گیری از یک حلقه نگهدارنده کوچک استفاده شود. برای نمونه هایی با شعاع انحنای کمتر، توصیه می شود از یک حلقه نگهدارنده پروفیلی استفاده شود.

با توجه به اصل ریشتر، تا زمانی که ماده دارای سفتی خاصی باشد، می تواند یک بازگشت ایجاد کند، می توانید مقدار دقیق سختی ریشتر را اندازه گیری کنید، اما بسیاری از مواد و سایر سختی استاندارد استاندارد ندارند. تبدیل مربوطه، بنابراین سختی سنج فعلی تبدیل نه نوع مواد. مواد خاص به شرح زیر است: فولاد و فولاد ریخته گری، فولاد ابزار آلیاژی، چدن خاکستری، چدن انعطاف پذیر، آلیاژ آلومینیوم ریخته گری، آلیاژ مس و روی، آلیاژ مس و قلع، مس خالص، فولاد ضد زنگ.

برای برخی از نمونه های مواد خاص، کاربر می تواند از شرکت برای ارائه منحنی اتصالات برای انجام جدول تبدیل ویژه استفاده کند. در تولید واقعی، استفاده از طیف گسترده ای از مواد فلزی، به دلیل سختی مواد بر روی روش های پردازش مواد، مواد، عناصر آلیاژی از ترکیب حساس، و تراشه سختی ریشتر ذخیره شده در جدول سختی نمی تواند برآورده شود. نیازهای کاربران، کاربر در آزمون، می توانید از اتصالات برای انجام جدول تبدیل سختی اختصاصی خود استفاده کنید.

خطای تبدیل داده
خطا در سختی سختی دیگر شامل دو جنبه است: یکی خطای اندازه گیری سختی خود سختی است که شامل پراکندگی روش تست توسط روش و خطای اندازه گیری برای همان نوع سختی سنج داخلی است. .

از سوی دیگر، خطای سختی است که با روش های مختلف تست سختی اندازه گیری می شود. این به دلیل این واقعیت است که هیچ رابطه فیزیکی واضحی بین روش‌های مختلف تست سختی وجود ندارد و تحت تأثیر تأثیر غیرقابل اطمینان در مقایسه است.

خطای ناشی از مواد خاص
جداول تبدیل ذخیره شده در سختی سنج ممکن است از فولادهای زیر منحرف شود:
همه فولاد ابزار مقاوم در برابر حرارت فولاد آستنیتی و مواد سخت فولاد کروم (فولاد ابزار) باعث افزایش مدول الاستیسیته و در نتیجه مقدار L پایین می شود. این نوع فولاد باید بر روی سطح مقطع آزمایش شود. خنک کننده محلی سخت شدن می تواند مقدار L بالا ایجاد کند. خواص مغناطیسی فولاد مغناطیسی باعث می شود که مقدار L کم شود. فولاد سخت‌کننده سطحی، پایه نرم است، باعث می‌شود مقدار L کم باشد، زمانی که لایه سخت‌کننده بیشتر از 0.8 میلی‌متر باشد (دستگاه ضربه‌ای نوع C 0.2 میلی‌متر) تأثیری بر L ندارد. ارزش.

خطای تشخیص چرخ دنده
در شرایط عادی، به دلیل کوچک بودن سطح دندان، خطای تست نسبتاً بزرگ است، که کاربر می تواند با توجه به موقعیت، ابزار مربوطه را طراحی کند، به کاهش خطا کمک می کند.

خاصیت ارتجاعی مواد، اثر پلاستیک
علاوه بر سختی و استحکام، مقدار مربوط به مدول الاستیک است، مقدار سختی، سختی مواد و پلاستیسیته پارامترهای مشخصه است، زیرا این دو جزء باید با هم اندازه گیری شوند.

در بخش الاستیک، اولین مورد به وضوح تحت تأثیر مدول E قرار می گیرد، از این نظر زمانی که سختی استاتیکی همان ماده، و مقدار E با اندازه های مختلف، مقدار E ماده، مقدار L

جهت نورد داغ ناشی از خطا
هنگامی که قطعه کار اندازه‌گیری شده، قالب‌گیری فرآیند نورد گرم است، اگر آزمون سختی ریشتر و جهت نورد مطابق با مدول الاستیک E بیش از حد بزرگ باشد که باعث شود مقدار آزمایش پایین باشد، بنابراین جهت آزمایش باید عمود بر جهت نورد گرم باشد. . به عنوان مثال: اندازه گیری سختی مقطع استوانه ای، باید در آزمایش شعاعی نیز باشد. (به طور کلی جهت نورد گرم استوانه ای محوری است).

تاثیر عوامل دیگر
هنگام اندازه گیری سختی اتصالات لوله، توجه داشته باشید که لوله باید محکم نگه داشته شود. نقطه آزمایش باید نزدیک به نقطه حمایت و موازی با نیروی نگهدارنده باشد. دیواره لوله نازک تر است و در هسته مناسب در لوله قرار می گیرد.

اندازه‌گیری‌های سختی سنتی، به‌عنوان مثال، اندازه‌گیری‌های راکول، ویکرز، و برینل، ثابت هستند و به ایستگاه‌های کاری ثابت در مناطق آزمایش یا آزمایشگاه‌های مجزا نیاز دارند. بیشتر اوقات، این روش‌ها انتخابی هستند و شامل آزمایش‌های مخرب روی نمونه‌ها می‌شوند. از نتایج فردی، این آزمایش‌ها نتایج آماری را برای کل دسته‌ها به دست می‌آورند. قابل حمل بودن تسترهای Leeb گاهی اوقات می تواند به دستیابی به نرخ های بالاتر تست بدون تخریب نمونه ها کمک کند، که به نوبه خود فرآیندها را ساده می کند و هزینه را کاهش می دهد.

روش‌های سنتی مبتنی بر تست‌های سختی فرورفتگی فیزیکی هستند. فرورفتگی های بسیار سخت از هندسه ها و اندازه های مشخص به طور مداوم تحت یک نیروی خاص به مواد فشار داده می شوند. پارامترهای تغییر شکل، مانند عمق فرورفتگی در روش راکول، برای اندازه گیری سختی ثبت می شوند.

بر اساس اصل لیب پویا، مقدار سختی از اتلاف انرژی یک جسم ضربه ای تعریف شده پس از ضربه زدن بر روی یک نمونه فلزی، مشابه اسکلروسکوپ Shore، به دست می آید. ضریب لیب (vi,vr) به عنوان معیاری برای اتلاف انرژی در اثر تغییر شکل پلاستیک در نظر گرفته می‌شود: بدنه ضربه‌ای از نمونه‌های آزمایشی سخت‌تر نسبت به نمونه‌های نرم‌تر سریع‌تر برگشت می‌کند و در نتیجه مقدار بیشتری برابر با 1000×vr/vi دارد. یک جسم ضربه ای مغناطیسی اجازه می دهد تا سرعت را از ولتاژ القا شده توسط بدن هنگام حرکت در سیم پیچ اندازه گیری استنتاج کنیم. ضریب 1000×vr/vi در واحد سختی ریباند لیب HL نقل شده است.

در حالی که در آزمایش‌های استاتیکی سنتی، نیروی آزمایش به طور یکنواخت با افزایش بزرگی اعمال می‌شود، روش‌های آزمایش دینامیکی یک بار آنی اعمال می‌کنند. یک آزمایش فقط 2 ثانیه طول می کشد و با استفاده از پروب استاندارد D، یک فرورفتگی به قطر ~{1}}.5 میلی متر روی ریخته گری فولاد یا فولاد با سختی Leeb 600 HLD ایجاد می کند. در مقایسه، یک فرورفتگی برینل روی همان ماده ~ 3 میلی متر است (مقدار سختی ~ 400 HBW 10/3000)، با زمان اندازه گیری مطابق با استاندارد ~ 15 ثانیه به اضافه زمان اندازه گیری فرورفتگی.

● سطح جسم اندازه گیری را در سطح و تمیز نگه دارید و عاری از هرگونه ضایعات و لک باشد.

● هنگامی که جرم و ضخامت جسم اندازه گیری شده کوچکتر از حداقل جرم و ضخامت مورد نیاز است، اتصال جسم به یک تکیه گاه محکم برای اندازه گیری لازم است.

● هنگام اندازه گیری، فاصله بین هر دو فرورفتگی روی مواد نباید کمتر از 3 میلی متر باشد. و فاصله بین مرکز فرورفتگی و لبه جسم مورد آزمایش نباید کمتر از 5 میلی متر باشد. علاوه بر این، بهتر است از انجام چندین آزمایش در یک مکان خودداری کنید.

● برای ورود به رابط پیکربندی، انتخاب مواد، و سپس انجام عملیات اندازه گیری در صورت نیاز به تبدیل سایر مقادیر سختی، به طور مختصر دکمه روشن/خاموش را فشار دهید.