اقرأ في هذا المقال
- ما هو اختبار صلابة برينل للهياكل الفولاذية؟
- المعدات المطلوبة لاختبار صلابة برينل
- وصف آلة اختبار صلابة برينل
- نظرية ومبدأ اختبار صلابة برينل
- إجراء الاختبار اختبار صلابة برينل للهياكل الفولاذية
- تطبيقات اختبار صلابة برينل
- مزايا اختبار صلابة برينل
- حدود اختبار صلابة برينل
ما هو اختبار صلابة برينل للهياكل الفولاذية؟
الصلابة خاصية مهمة جدًا للمادة لأنها تحدد قوة المواد لمقاومة التشوه البلاستيكي. وبناءً على صلابة المواد، يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب مقاومة التشوه كما هو الحال في الطلاء. حيث أن الاختبارات المستخدمة عادة لاختبار الصلابة هي اختبار صلابة برينل واختبار صلابة روكويل واختبار صلابة فيكر واختبار صلابة نوب.
اختبار صلابة برينل هو طريقة اختبار بصرية للعينات ذات البنية الحبيبية الخشنة أو غير المتجانسة. وهذه هي أفضل طريقة اختبار لتحقيق الكتلة أو الصلابة الكلية للمادة، خاصة تلك المواد ذات الهياكل غير المتجانسة. حيث أن الفرق بين طريقة فيكرز وطريقة برينل هو أن فيكرز يستخدمون إندينتر هرمي الشكل، في حين أن طريقة برينل تستخدم إندينتر كروي.
اختبار صلابة برينل هو الأكثر شيوعًا كطريقة الاختبار المدمرة. ومبدأ الاختبار هو الضغط على المسافة البادئة على سطح العينة بهذه القوة التي تترك المسافة البادئة. حيث يتم الإشارة إلى رقم صلابة برينل مع أكبر عمق المسافة البادئة وأصغر. حيث يتم تحديد طرق اختبار برينل في المعايير الأورروبية.
المعدات المطلوبة لاختبار صلابة برينل:
- جهاز اختبار صلابة برينل (RAB – 250).
- مجهر برينل.
- كرة المسافة البادئة (2.5 مم و5 مم).
وصف آلة اختبار صلابة برينل:
- يتكون اختبار صلابة برينل من نظام تحميل ومسمار رئيسي ومقياس قرص.
- يتكون نظام التحميل من الأوزان والرافعات ووعاء القيادة الهيدروليكي ومكبس الكباس في هيكل الحديد المصبوب للآلة.
- المسمار الرئيسي محمي أيضًا من العناصر الدخيلة بواسطة خوار مطاطي.
- يحمل جدول الاختبار في الجزء العلوي ليحمل العينة ويتم تشغيله بواسطة يد في القاعدة.
- يتم تزويد الماكينة بمسافة بادئة كروية (مقاس 2.5 مم و5 مم) لنقل حمل الاختبار إلى العينة.
نظرية ومبدأ اختبار صلابة برينل:
يتكون الاختبار من إجبار كرة فولاذية بقطر (D) تحت حمل (P) في العينة لفترة زمنية معروفة وقياس متوسط القطر (d) للانطباع المتبقي على السطح بعد إزالة الحمل. ومن ثم، يتم حساب رقم صلابة برينل كحمل (بالكيلو جرام – فهرنهايت) مقسومًا على مساحة السطح البادئة (مم 2).
يعتمد حمل الاختبار (P)، الذي سيتم تطبيقه على القطر (D) للسابق ومادة العينة. كما يجب أن يكون سطح الاختبار ناعمًا ومتساويًا. ويجب ألا يقل سُمك العينة عن ثمانية أضعاف عمق المسافة البادئة.
إجراء الاختبار اختبار صلابة برينل للهياكل الفولاذية:
- يجب أن يكون سطح عينة الاختبار إمّا آليًا أو أرضيًا أو ملفوفًا أو مصقولًا.
- ضبط الآلة على المرحلة المطلوبة من حمل الاختبار.
- اختيار المسافة البادئة لاستخدامها وربطها بالجهاز.
- وضع العينة على طاولة الاختبار، والقيام بتطبيق حمولة صغيرة تبلغ 10 كجم – فهرنهايت عليها عن طريق تدوير عجلة اليد وإحضار كلا المؤشرين على مقياس الاتصال إلى مواضع (المجموعة).
- القيام بتطبيق الحمل الرئيسي (الجزء المتبقي من حمل الاختبار) على العينة عن طريق تدوير ذراع التحميل للخلف.
- المحافظة على الحمل على العينة تمامًا لمدة السكون المحددة (15 ثانية) ثم تحريرها عن طريق تدوير ذراع التحميل للأمام.
- إخراج العينة وقياس قطر المسافة البادئة المتكونة عليها باستخدام مجهر برينل.
تطبيقات اختبار صلابة برينل:
- نظرًا للعدد الكبير من أحجام الكرة والأحمال المتاحة، فمن الممكن اختبار مجموعة واسعة جدًا من قيم الصلابة باستخدام طريقة برينل.
- نظرًا لأن اختبار برينل يستخدم أحمالًا عالية نسبيًا، وبالتالي مسافة بادئة كبيرة نسبيًا، فإنّه كثيرًا ما يستخدم لتحديد صلابة المادة التي تعرضت للمطروقات أو المسبوكات لأجزاء كبيرة.
مزايا اختبار صلابة برينل:
فيما يلي مزايا اختبار صلابة برينل:
- يعطينا متوسط قيمة المراحل والعيوب المختلفة في المادة.
- يمكن أن تكون مرتبطة بشكل مباشر مع المواد.
- نتائج اختبار صلابة برينل مستقلة عن القوة.
- يمكن إجراء الاختبار على مواد غير متجانسة.
- هذا الاختبار أقل تأثرا بخدوش السطح والخشونة من اختبار الصلابة الأخرى.
- يمكن اختبار جميع المعادن عن طريق اختبار صلابة برينل.
- إجراء الاختبار بسيط.
- إندينتر بسيط ورخيص.
- يمكن اختبار العينات السميكة والصلبة.
حدود اختبار صلابة برينل:
- لا يمكن استخدامه للعينات الرقيقة والصغيرة. ويجب أن تكون السماكة 10 أضعاف عمق المسافة البادئة.
- يمكن أن تكون حدود الاختبار في المسافة البادئة للأجزاء شديدة الضغط هي موقع الفشل.
- تتراوح التطبيقات إلى حد أقصى لصلابة برينل 650.
- يجب أن تكون المسافة البادئة بعيدة عن الحواف.
- لا يمكن استخدامه للمواد الصلبة واللينة للغاية.
- إنه يترك مسافة بادئة ملحوظة وهو أمر غير مقبول للمنتج النهائي.
- لا يتم دائمًا تحديد حافة المسافة البادئة بوضوح. وقد يكون من الصعب مراقبتها بدقة.
