כיצד למדוד את הקשיות של נירוסטה?

חומרי נירוסטה נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות. לחומרי נירוסטה שונים יש קשיות שונה. כיצד אנו בודקים את הקשיות של נירוסטה?

מהי הקשיות של נירוסטה?

קשיות היא אחד המדדים להערכת תכונות החומר ומוגדרת בדרך כלל כיכולתו של החומר לעמוד בפני דפורמציה פלסטית מקומית. יכולת זו באה לידי ביטוי בשאלה האם החומר יהיה מעוות או פגום לצמיתות כאשר הוא נתון ללחץ חיצוני, שריטות או בלאי. ככל שהחומר קשה יותר, כך ההתנגדות שלו לעיוותים גדולה יותר, מה שאומר שהוא פחות יתעוות.

לאחר שמפעל הפלדה מייצר פלדה, נעשה שימוש בכמה שיטות בדיקת קשיות סטנדרטיות כדי לקבוע את ערך הקשיות שלה, מה שבדרך כלל עוזר לקבוע את חוזק המתיחה שלה. ערך הקשיות של נירוסטה יקבע אם היא מתאימה לעיצוב או לשימוש המיועדים.

אילו גורמים יכולים להשפיע על הקשיות של נירוסטה?

ישנם גורמים משפיעים רבים, והגורמים הנפוצים כוללים הרכב כימי, מיקרו-מבנה, שיטת טיפול בחום וכו'.

תרכובת כימית:

- כרום: משפר עמידות בפני קורוזיה ועוזר להגביר את הקשיות.

- ניקל: משפר את הגמישות והקשיחות, מה שיכול להפחית את הקשיות.

- פחמן: ככל שתכולת הפחמן גבוהה יותר, כך הקשיות גבוהה יותר, במיוחד עבור ציונים מרטנסיטים.

- מוליבדן: משפר עמידות בפני קורוזיה ויכול להגביר את הקשיות של סגסוגות מסוימות.

מבנה מיקרו:

- מבנה אוסטניט: רך בדרך כלל בשל המבנה הקובי במרכז הפנים שלו.

- מבנה פריט: מספק קשיות וחוזק בינוניים.

- מבנה מרטנזיט: קשיות גבוהה מושגת באמצעות תהליכי טרנספורמציה במהלך המרווה.

טיפול בחום:

- מרווה: קירור מהיר מטמפרטורה גבוהה מגביר את הקשיות, במיוחד בפלדות אל-חלד מרטנסיטיות.

- חישול: חימום פלדה מרווה לטמפרטורה נמוכה יותר מפחית את השבריריות תוך שמירה על קשיות מסוימת.

מהן השיטות לבדיקת קשיות הנירוסטה?

מספר סולמות שונים משמשים בדרך כלל לבדיקת קשיות של נירוסטה, כאשר הנפוצים שבהם כוללים קשיות Brinell (HB), קשיות Rockwell (HR) וקשיות Vickers (HV).

1. קשיות ברינל (HB)

שיטת בדיקה: מבחן הקשיות של Brinell הוא לחיצה של כדור פלדה מוקשה או כדור קרביד לתוך פני השטח של הנירוסטה בעומס מוגדר. קוטר השקע נמדד ומחושב ערך קשיות Brinell.

יחידה: מתבטאת ב-HB (ערך קשיות ברינל), כאשר ערכים גדולים יותר מעידים על קשיות גבוהה יותר.

חומרים ישימים: ישים למתכות וסגסוגות רכות יותר, המשמשות בדרך כלל לחומרים כמו ברזל יצוק, נחושת ואלומיניום.

2. קשיות רוקוול (HR)

שיטת בדיקה: השתמשו במקדחה חרוטית קטנה (בדרך כלל יהלום) או בכדור פלדה כדי ללחוץ לתוך החומר בעומס מסוים, ולמדוד את הפרש העומק בין החומר בעומס ולאחר הפריקה.

יחידה: מתבטאת ב-HR, ישנם קשקשים מרובים (כגון HRA, HRB, HRC וכו'), ביניהם HRC הוא הסולם הנפוץ ביותר, המתאים לחומרים בעלי קשיות גבוהה יותר (כגון נירוסטה).

חומרים ישימים: מתאים לחומרים בעלי קשיות גבוהה יותר, ניתנים לבדיקה במהירות, ובשימוש נרחב בבדיקת קשיות של חומרי מתכת.

3. קשיות ויקרס (HV)

שיטת בדיקה: מבחן הקשיות של Vickers משתמש במכנסי פירמידת יהלום כדי ללחוץ חריץ החוצה, למדוד את האלכסון של השקע במיקרוסקופ ולחשב את ערך הקשיות.

יחידה: מבוטא ב-HV, ככל שהערך גדול יותר, הקשיות גבוהה יותר.

חומרים ישימים: ישים על כל חומרי המתכת, במיוחד במדידת צלחות דקות, דוגמאות זעירות וקשיות פני השטח.

סיכום:

הקשיות של נירוסטה היא אחת התכונות הפיזיקליות החשובות שלה, המשפיעה ישירות על טווח היישום שלה וביצועי העיבוד שלה. על ידי הבנת הקשיות של הנירוסטה והגורמים המשפיעים שלה, נוכל לבחור טוב יותר את חומר הנירוסטה המתאים כדי לענות על צרכים הנדסיים ספציפיים.