كيفية قياس صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

تُستخدم مواد الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في مختلف الصناعات. وتختلف صلابة مواد الفولاذ المقاوم للصدأ المختلفة. كيف نختبر صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

ما هي صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

الصلابة هي أحد المؤشرات المستخدمة في تقييم خصائص المواد وعادة ما يتم تعريفها على أنها قدرة المادة على مقاومة التشوه البلاستيكي الموضعي. تنعكس هذه القدرة في ما إذا كانت المادة ستتشوه بشكل دائم أو تتلف عند تعرضها لضغط خارجي أو خدوش أو تآكل. كلما كانت المادة أكثر صلابة، زادت مقاومتها للتشوه، مما يعني أنها أقل عرضة للتشوه.

بعد أن ينتج مصنع الصلب الفولاذ، يتم استخدام بعض طرق اختبار الصلابة القياسية لتحديد قيمة صلابته، والتي تساعد عادة في تحديد قوة الشد. ستحدد قيمة صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ ما إذا كان مناسبًا للتصميم أو الاستخدام المقصود.

ما هي العوامل التي يمكن أن تؤثر على صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

هناك العديد من العوامل المؤثرة، والعوامل المشتركة تشمل التركيب الكيميائي، والبنية الدقيقة، وطريقة المعالجة الحرارية، وما إلى ذلك.

التركيب الكيميائي:

- الكروم: يعزز مقاومة التآكل ويساعد على زيادة الصلابة.

- النيكل: يحسن اللدونة والصلابة، مما قد يقلل من الصلابة.

- الكربون: كلما زادت نسبة الكربون، زادت الصلابة، وخاصة بالنسبة للدرجات المارتنسيتية.

- الموليبدينوم: يحسن مقاومة التآكل ويمكن أن يزيد من صلابة بعض السبائك.

المجهرية:

- بنية الأوستينيت: عادة ما تكون ناعمة بسبب بنيتها المكعبة ذات الوجه المركزي.

- هيكل الفريت: يوفر صلابة وقوة متوسطة.

- بنية المارتنسيت: يتم الحصول على صلابة عالية من خلال عمليات التحول أثناء التبريد.

المعالجة الحرارية:

- التبريد: يؤدي التبريد السريع الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الصلابة، وخاصة في الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي.

- التلطيف: تسخين الفولاذ المُطفأ إلى درجة حرارة منخفضة يقلل من هشاشته مع الاحتفاظ ببعض الصلابة.

ما هي طرق اختبار صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

تُستخدم عادةً عدة مقاييس مختلفة لاختبار صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ، وأكثرها شيوعًا هي صلابة برينيل (HB)، وصلادة روكويل (HR)، وصلادة فيكرز (HV).

1. صلابة برينيل (HB)

طريقة الاختبار: اختبار صلابة برينيل هو الضغط على كرة فولاذية صلبة أو كرة كربيد في سطح الفولاذ المقاوم للصدأ تحت حمل محدد. يتم قياس قطر الانبعاج وحساب قيمة صلابة برينيل.

الوحدة: يتم التعبير عنها بوحدة HB (قيمة صلابة برينيل)، حيث تشير القيم الأكبر إلى صلابة أعلى.

المواد القابلة للتطبيق: قابلة للتطبيق على المعادن والسبائك الأكثر ليونة، وتستخدم عادة للمواد مثل الحديد الزهر والنحاس والألمنيوم.

2. صلابة روكويل (HR)

طريقة الاختبار: استخدم مثقابًا مخروطيًا صغيرًا (عادةً ما يكون من الماس) أو كرة فولاذية للضغط على المادة تحت حمل معين، وقم بقياس فرق العمق بين المادة تحت الحمل وبعد التفريغ.

الوحدة: يتم التعبير عنها بـ HR، وهناك مقاييس متعددة (مثل HRA، HRB، HRC، وما إلى ذلك)، ومن بينها HRC هو المقياس الأكثر استخدامًا، وهو مناسب للمواد ذات الصلابة العالية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ).

المواد القابلة للتطبيق: مناسبة للمواد ذات الصلابة العالية، ويمكن اختبارها بسرعة، وتستخدم على نطاق واسع في اختبار صلابة المواد المعدنية.

3. صلابة فيكرز (HV)

طريقة الاختبار: يستخدم اختبار صلابة فيكرز أداة ثقب هرمية ماسية لإخراج تجويف، وقياس قطر التجويف تحت المجهر، وحساب قيمة الصلابة.

الوحدة: يتم التعبير عنها بوحدة HV، كلما كانت القيمة أكبر، كلما كانت الصلابة أعلى.

المواد القابلة للتطبيق: قابلة للتطبيق على جميع المواد المعدنية، وخاصة في قياس الألواح الرقيقة والعينات الصغيرة وصلابة السطح.

الخلاصة:

تعد صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ واحدة من أهم خصائصه الفيزيائية، والتي تؤثر بشكل مباشر على نطاق تطبيقه وأداء المعالجة. من خلال فهم صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ والعوامل المؤثرة عليها، يمكننا اختيار مادة الفولاذ المقاوم للصدأ المناسبة بشكل أفضل لتلبية الاحتياجات الهندسية المحددة.