به میزان فرو رفتن یک جسم فرو رونده در سطح یک فلز یا ماده دیگر سختی سنجی می‌گویند که این کار توسط دستگاه‌های سختی سنج انجام می‌شود. این سنجش توسط ابزارهای اندازه‌گیری سختی به طور مستقیم در استانداردهای مختلف از جمله DIN ISO نشان داده می‌شوند. روش سختی سنجی به طور کلی یکسان است و فقط از نظر استاتیکی و دینامیکی می‌توان آن را جدا کرد.
تاریخچه سختی چیست؟
از حدود ۲۵۰ سال قبل تا کنون سختی که یک آزمون مکانیکی ارزشمند است در شکل‌های متفاوت برای بیشتر مواد و به خصوص فلزات مورد استفاده قرار میگیرد.
اهمیت سختی سنجی مواد چیست؟
نتایج به دست آمده از تست سختی می‌تواند به همراه سایر تکنیک‌های تائید کیفیت مواد از قبیل تست کشش و فشار مورد استفاده قرار بگیرد و تکمیل کننده آن‌ها شود. اطلاعات به دست آمده از سختی سنجی و اهمیت آن در سازه‌های ساختمانی، صنعت خودرو، هوا فضا، را در نظر بگیرید. با داشتن این ویژگی‌ها، نگرشی ارزشمند برای دوام، قدرت، انعطاف پذیری و توانایی‌های انواع مختلف قطعات که از مواد خام به کالای نهایی تبدیل می‌شوند فراهم می‌شود. در بیشتر کاربردهای صنعتی نیاز به قطعاتی است که دارای سطحی سخت باشند. از جمله مواردی که می‌توان در این رابطه مثال زد، عبارتند از: میل لنگ، میل بادامک، چرخ دنده و قطعات مشابه. این قطعات باید سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش داشته باشند.
روش‌های سختی سنجی کدامند؟
سختی سنجی راکول:
در این روش که یکی پرکاربردترین روش‌ها است سرعت سختی سنجی بالا بوده و به دلیل نداشتن مداخله اپراتور در فرایند تست، خطای کاربری بسیار کم بوده یا اصلاً وجود ندارد. در سختی سنجی به روش‌های راکولی باید ضخامت قطعه‌ی تحت آزمون، حداقل 10 برابر عمق فرورفتگی ایندنتور راکول باشد. در روش فوق، نیازی به پولیش کامل و آینه بودن قطعه کار نیست.
سختی سنجی لیب:
این روش به منظور سختی سنجی قطعات سنگین که جابجایی آن دشوار است، انجام میگیرد. از دیگر کاربردهای این روش چک کردن سختی در زمان خرید مواد اولیه فلزی است. همچنین در انتهای مرحله تولید، زمانی که قطعات مونتاژ شده باشند برای تست سختی قطعات نیاز به باز کردن آن‌ها نیست. در این روش جهت سختی سنجی اطراف و زیر قطعه نیاز به تغییر وضعیت آن نبوده و شکل قطعه مشکلی در سختی سنجی آن ایجاد نمی‌کند.
سختی سنجی برینل:
به منظور سختی سنجی قطعات نرم و فلزات رنگین از قبیل مس، برنج و آلومینیوم، از روش سختی سنجی برینل استفاده می‌شود. در روش برینل باید به مقدار نیرو در گزارش‌ها توجه کرد. زیرا تغییر نیروی روش برینل باعث تغییر سختی خوانده شده می‌شود. در روش برینل، دقت کاربر در خواندن قطر اثر و در نهایت سختی اندازه‌گیری شده تاثیر دارد. در این روش، نسبت به سایر روش‌های سختی سنجی، سطح بیشتری از قطعه تحت آزمون قرار میگیرد.
سختی سنجی ویکرز:
این روش تنها روشی است که محدوده‌ی وسیعی از سختی نرم‌ترین تا سخت‌ترین فلزها را تحت پوشش قرار می‌دهد. این روش بیشتر در آزمایشگاه کاربرد دارد. از مزایای این روش می‌توان به حذف مشکل تغییر شکل ایندنتور به علت دارا بودن الماس طبیعی در نوک آن اشاره کرد.
میکرو سختی سنجی ویکرز:
این روش به منظور سختی سنجی لایه‌های سطحی قطعه، استفاده می‌شود. جهت رسم گراف سختی در قطعه و یا برش‌های آن نیز از این روش استفاده می‌شود. در صنایع مختلف مانند پروتزهای پزشکی کاربرد دارد. روش میکرو ویکرز نیاز به سیستم اپتیک با بزرگنمایی بیشتر و دقیق‌تر دارد. سطح قطعه کار باید آینه باشد، در غیر اینصورت اثر ایجاد شده قابل مشاهده یا اندازه گیری نخواهد بود. در روش فوق به علت حساسیت بالا، پراکندگی سختی زیاد است.
نکات مهم قبل از خرید انواع سختی سنج
بار تست: به طور کلی بار تست توسط سختی متریال تعیین می‌شود. فلزاتی مانند فولاد یا آلیاژها، نیاز به بار تستی تا سقف سه هزار kgf دارند، در صورتی که که فلزات نرم نیازمند ۵۰۰ kgf هستند. هر چقدر این بار بالاتر باشد، دقت سنجش بالاتر می‌رود.
بازه‌ی سختی: بازه‌ی سختی متریال ساچمه را تعیین می‌کند. برای بیش از ۶۵۰ HB/30، باید از ساچمه‌ی الماس استفاده کنید. کمتر از مقدار ذکر شده برای ساچمه‌ی فولادی یا فلزات سخت مناسب هستند.
سطح دقت: به نسبت‌های سطحی که قرار است اندازه گیری شود، سطح دقت می‌گویند. (تمیزی، سطح صاف، سیستم داینامیک یا استاتیک و غیره).
انعطاف پذیری دستگاه: دستگاه شما باید متناسب با شکل و ابعاد نمونه‌هایی که قرار است تست شوند انتخاب شود.
