چگونه سختی فولاد ضد زنگ را اندازه گیری کنیم؟

مواد فولادی ضد زنگ به طور گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می شود. مواد مختلف فولاد ضد زنگ دارای سختی متفاوتی هستند. چگونه سختی فولاد ضد زنگ را آزمایش کنیم؟

سختی فولاد ضد زنگ چقدر است؟

سختی یکی از شاخص‌های ارزیابی خواص مواد است و معمولاً به عنوان توانایی ماده در مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک موضعی تعریف می‌شود. این توانایی در این که آیا مواد در معرض فشار خارجی، خراش یا سایش به طور دائم تغییر شکل داده یا آسیب می بینند منعکس می شود. هر چه ماده سخت‌تر باشد، مقاومت آن در برابر تغییر شکل بیشتر است، به این معنی که احتمال تغییر شکل آن کمتر است.

بعد از اینکه کارخانه فولاد فولاد تولید کرد، از روش های استاندارد تست سختی برای تعیین مقدار سختی آن استفاده می شود که معمولاً به تعیین استحکام کششی آن کمک می کند. مقدار سختی فولاد ضد زنگ تعیین می کند که آیا برای طراحی یا استفاده مورد نظر مناسب است یا خیر.

چه عواملی می تواند بر سختی فولاد ضد زنگ تأثیر بگذارد؟

عوامل مؤثر زیادی وجود دارد و عوامل رایج عبارتند از ترکیب شیمیایی، ریزساختار، روش عملیات حرارتی و غیره.

ترکیب شیمیایی:

- کروم: مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد و به افزایش سختی کمک می کند.

- نیکل: انعطاف پذیری و چقرمگی را بهبود می بخشد که می تواند سختی را کاهش دهد.

- کربن: هر چه میزان کربن بیشتر باشد، سختی آن به ویژه برای گریدهای مارتنزیتی بیشتر می شود.

- مولیبدن: مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد و می تواند سختی برخی از آلیاژها را افزایش دهد.

ریزساختار:

- ساختار آستنیتی: معمولاً به دلیل ساختار مکعبی آن نرم است.

- ساختار فریت: سختی و استحکام متوسطی را فراهم می کند.

- ساختار مارتنزیت: سختی بالا از طریق فرآیندهای تبدیل در حین کوئنچ به دست می آید.

حرارت درمانی:

- کوئنچ: خنک شدن سریع از دمای بالا باعث افزایش سختی به خصوص در فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی می شود.

- حرارت دادن: حرارت دادن فولاد خاموش شده تا دمای پایین تر، شکنندگی را کاهش می دهد و در عین حال مقداری سختی را حفظ می کند.

روش های آزمایش سختی فولاد ضد زنگ چیست؟

چندین مقیاس مختلف معمولاً برای تست سختی فولاد ضد زنگ استفاده می شود که رایج ترین آنها عبارتند از سختی برینل (HB)، سختی راکول (HR) و سختی ویکرز (HV).

1. سختی برینل (HB)

روش تست: تست سختی برینل فشار دادن یک توپ فولادی سخت شده یا توپ کاربید به سطح فولاد ضد زنگ تحت یک بار مشخص است. قطر فرورفتگی اندازه گیری شده و مقدار سختی برینل محاسبه می شود.

واحد: بیان شده در HB (مقدار سختی برینل)، با مقادیر بزرگتر نشان دهنده سختی بالاتر.

مواد قابل استفاده: قابل استفاده برای فلزات و آلیاژهای نرم تر، معمولاً برای موادی مانند چدن، مس و آلومینیوم استفاده می شود.

2. سختی راکول (HR)

روش تست: از یک مته مخروطی کوچک (معمولا الماس) یا یک توپ فولادی برای فشار دادن به مواد تحت بار خاص استفاده کنید و اختلاف عمق بین مواد تحت بار و پس از تخلیه را اندازه بگیرید.

واحد: بیان شده در HR، مقیاس های متعددی وجود دارد (مانند HRA، HRB، HRC، و غیره) که در میان آنها HRC رایج ترین مقیاس مورد استفاده است، مناسب برای مواد با سختی بالاتر (مانند فولاد ضد زنگ).

مواد قابل اجرا: مناسب برای مواد با سختی بالاتر، می تواند به سرعت آزمایش شود و به طور گسترده در تست سختی مواد فلزی استفاده شود.

3. سختی ویکرز (HV)

روش تست: تست سختی ویکرز از یک فرورفتگی هرم الماس برای فشار دادن یک فرورفتگی، اندازه گیری قطر فرورفتگی زیر میکروسکوپ و محاسبه مقدار سختی استفاده می کند.

واحد: با بیان HV، هر چه مقدار بزرگتر باشد، سختی بالاتر است.

مواد قابل اجرا: قابل استفاده برای تمام مواد فلزی، به ویژه در اندازه گیری صفحات نازک، نمونه های ریز و سختی سطح.

نتیجه:

سختی فولاد ضد زنگ یکی از خواص فیزیکی مهم آن است که مستقیماً بر دامنه کاربرد و عملکرد پردازش آن تأثیر می گذارد. با درک سختی فولاد ضد زنگ و عوامل موثر بر آن، بهتر می توانیم مواد فولاد ضد زنگ مناسب را برای رفع نیازهای مهندسی خاص انتخاب کنیم.