سختی چیست؟

سختی و سختی سنج چیست؟ سختی فلزات به مقاومت آنان به تغییر شکل پلاستیک توسط نفوذ یک جسم فرو رونده تعریف شده است.

سختی چیست؟

تعریف سختی

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. در مراجع متالوگرافی، سختی فلزات به مقاومت آنان به تغییر شکل پلاستیک توسط نفوذ یک جسم فرو رونده تعریف شده است[1].

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.[1, 2]

تاریخچه سختی

سختی، یک آزمون مکانیکی ارزشمند، واضح و معمول است که حدود 250 سال است که در اشکال مختلف برای اکثر مواد و مخصوصا فلزات مورد استفاده قرار میگیرد. شواهد نشان میدهد سختی سنجی اولیه در سال 1772 شروع شد. در آن زمان ریومر ( Reaumur ) فشردن لبه های شمش منشوری نسبت به هم را پیشنهاد کرد.

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 و فواید آزمون سختی 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.

تست مواد و سختی آنها تا چه اندازه مفید است و اهمیت دارد؟

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 .

مراجع

  1. Dieter, G.E. and D.J. Bacon, Mechanical metallurgy. Vol. 3. 1986: McGraw-hill New York.
  2. Avner, S.H., Introduction to physical metallurgy. 1964.