سختی سنجی راکول

سختی سنجی راکول یکی از چهار روش متداول برای انجام آزمايش سختی فرورفتگی يا سختی نفوذی است. در این روش سختی سنجی ابزاری وجود دارد که با استفاده از آن می توان سختی را مستقیماً خواند. اساس کار این روش اندازه گیری اختلاف عمق نفوذ در ماده است.

سختی سنجی راکول

سختی سنجی راکول یکی از چهار روش متداول برای انجام آزمایش سختی فرورفتگی یا سختی نفوذی است.

در روش سختی سنجی راکول ابزاری وجود دارد که با استفاده از آن می توان سختی را مستقیماً خواند. اساس کار این روش اندازه گیری اختلاف عمق نفوذ در ماده است. متداولترین آزمون سختی در ایالات متحده آزمایش راكول بوده است. دلیل این امر سرعت، عدم امكان بروز خطا از طرف شخص، قابلیت تشخیص تغییرات كوچك سختی در فولاد سخت شده و كوچك بودن اندازه فرورفتگی است به طوری كه قطعات عملیات حرارتی شده نهایی می توانند بدون صدمه دیدن آزمایش شوند[1].

همان طور که گفته شد، در این آزمایش از عمق فرورفتگی تحت بار ثابت به عنوان مقیاسی برای سختی استفاده می شود. ابتدا یک نیروی اولیه اعمال می شود. این بار نیاز به آماده كردن سطح را به حداقل رسانده و تمایل به ایجاد فرورفتگی یا برآمدگی توسط سنبه را كم می كند. سپس بار اصلی وارد شده و عمق فرورفتگی به طور خودكار ثبت می شود. سپس بار اصلی از روی قطعه برداشته شده و تا نیروی اولیه کاهش داده می شود.

عموما دو نوع سختی سنجی راکول وجود دارد. نوع معمولی که برای مقاطع نسبتا ضخیم و نوع سطحی که برای مقاطع نازک به کار می رود. بار اولیه در سختی سنج راکول معمولی 10Kg و در سختی سنج سطحی 3Kg می باشد.

در روش راکول انواع فرو رونده و نیروهای مختلف را می توان به کار برد و هر ترکیب از این دو معرف مقیاس راکول مخصوصی است. مقیاس های مختلف راکول و نمونه های مورد آزمون در جدول 2 آورده شده است. در اکثر موارد برای اندازه گیری سختی فلزات از سه روش زیر بیشتر استفاده می شود:

راکول A :

که نیروی 60 کیلوگرم را اعمال می کند

راکول B :

که نیروی 100 کیلوگرم را اعمال می کند

راکول C :

که نیروی 150 کیلوگرم را اعمال می کند

مقیاس های مختلف راکول با ایندنتور های مختلف

Use Indenter Load Abbreviation Scale
Tungsten carbide 120° diamond spheroconical 60kgf HRA A
Aluminium, brass, and soft steels 1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere 100kgf HRB B
Harder steels >B100 120° diamond spheroconical 150kgf HRC C
120° diamond spheroconical 100kgf HRD D
1⁄8-inch-diameter (3.175 mm) steel sphere 100kgf HRE E
1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere 60kgf HRF F
1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere 150kgf HRG G

اساس کار اغلب این دستگاه ها به نقطه اثر ایجاد شده به روی سطح فلز است. در راکول ساچمه ای به کمک یک ساچمه به سطح فلز نیرو اعمال می شود که این ساچمه دارای اندازه های مختلفی است ولی در راکول سوزنی به کمک یک سوزن نیرو به سطح فلز اعمال می شود و نقطه اثر آن بصورت یک مخروط 120 درجه خواهد بود. راکول های از نوع A و C هر دو نقطه اثر آن ها بصورت یک مخروط 120 درجه است.

آزمایش سختی راكول شبیه آزمایش برینل است كه در آن عدد سختی، نسبتی از بزرگی حفره ای است كه توسط یك ایندنتور (عمق نفوذ) و با وارد آوردن یك بار ثابت معین بر روی قطعه نمونه بوجود می آید. آزمایش راكول با آزمایش برینل از نظر اصول متفاوت است، زیرا در آزمایش راكول سه نوع بار و فرو رونده مختلف را می توان انتخاب نمود. اختلاف آزمایش راكول با آزمایش برینل در كوچكتر بودن بار وارده و شكل فرو رونده ایجاد كننده حفره است و در نتیجه حفره ایجاد شده كوچكتر و كم عمق تر خواهد بود. بنابراین طیف كاربرد آن وسیعتر از آزمایش برینل و انجام آن سریعتر می باشد چون می توان مستقیماَ قرائت عدد سختی را انجام داد.

انواع ایندنتورها با نوک ساچمه ای و یا هرم یا مخروط الماسی که در آزمون های سختی سنجی به کار می روند

انواع ایندنتورهای سختی سنجی

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.