روش های سختی‌ سنجی آلومینیم چیست

براي اندازه‌گيري سختي فلزات نرم همچون آلومينيم مي توان از روشهاي گوناگوني استفاده كرد. در اين مقاله قصد داريم به معرفي برخي از روشها و دستگاه‌هاي سختي سنجي مخصوص آلومينيم بپردازيم.

انجام تست سختی سنجی

سختی سنجی آلومينيم به روش برينل

يكي از معروف ترين روش هاي سنجش سختي فلزات روش برينل است. در اين روش از يك نفوذكننده ساچمه‌اي از جنس فولاد سخت شده با قطرهاي 1.5، 2.5 ، 5 و 10 ميلي‌متر استفاده مي شود و نيروي اعمالي توسط آن داراي محدوديت بوده و از فرمول F=KD² بدست مي‌آيد. (D = قطر ساچمه)

ضريب K كه به جنس و ضخامت نمونه بستگي دارد، براي آلياژ آلومينيم مقدار 5 و براي آلومينيم خالص 2.5 است. با تعيين اين نيرو، سختي برينل از نسبت نيروي وارده به سطح فرورفتگي بدست مي ‌آيد.

سختی سنجی آلومينيم به روش ويكرز

از آنجا كه گستردگي بازه نيرو در اين روش بالاست مي توان از اين روش براي سختي سنجي مواد نرم تا خيلي سخت بهره برد. در اين روش نفوذكننده هرم الماسي با قاعده مربع و زاويه راس 136 درجه است و مقدار نيروي اعمالي متناسب با سختي نمونه مورد آزمايش معمولا در بازه 1 الي 120 كيلوگرم بار انتخاب مي شود و برخلاف برينل محدوديتي ندارد. عدد سختي نمونه هم از نسبت نيرو به سطح اثر بدست مي‌آيد.

سختی سنجی آلومينيم به روش راكول

مي توان از روش راكول هم براي تعيين سختي يك نمونه آلومينيمي بهره برد زيرا اين روش داراي تنوع زيادي است و براي بدست آوردن نمونه‌ها با جنس هاي مختلف داراي نفوذكننده‌ها و بارهاي گوناگون است.

روش راكول F (R_F) ، با نفوذكننده ساچمه فولادي به قطر 1.5 ميلي‌متر تحت بار كلي 60 كيلوگرم، و راكول B با همين نفوذكننده تحت نيروي كل 100 كيلوگرم بار كه عمدتا براي تعيين سختي آلياژهاي غيرآهني و مواد نرم و كم استحكام بكار ميروند براي تعيين سختي آلومينيم گزينه‌هاي مطلوبي هستند.

در اين روش ابتدا نيروي 10 كيلوگرم بار به عنوان پيش‌بار، صرفا براي ثابت كردن نمونه روي دستگاه اعمال شده و تاثيري در بدست آوردن سختي نمونه ندارد و سپس باقيمانده نيروي كل به عنوان نيروي اصلي به نمونه اعمال ميشود كه سختي نمونه را تعيين كند.

و طبق رابطه R=C₁–C₂t (t در اينجا عمق نفوذ است) سختي راكول بدست مي‌آيد.

در اين رابطه C₁ براي نفوذكننده الماسي مقدار 100 و براي نفوذكننده ساچمه‌اي 130 و C₂ برابر 500 براي هردو نوع نفوذكننده است.

شكل1: سختی سنج آلومینیوم WEBSTER W-20 A

سختي سنج وبستر يكي از دستگاه‌هاي مخصوص سختي سنجي آلومينيم مطابق استاندارد (ASTM B647) است. اين دستگاه قابل حمل، سريع داراي دقت بالاست و براي سختي‌سنجي ورق و پروفيل آلومينيم، برنج، مس و استيل نرم هم بكارمي رود. همچنان كه تست غيرمخرب است و آسيبي به نمونه موردنظر وارد نمي شود. بطور معمول در خط توليدها و ساخت اين دستگاه را بكار مي برند.

شكل2: سختي‌سنج پرتابل كوپا

يكي ديگر از دستگا‌ه‌هاي سختي سنجي آلومينيم است كه براساس روش ليب با استاندارد (ASTM A956) ، طراحي و ساخته شده‌است. اين دستگاه 8 نوع فلز را پشتيبان ميكند (LS,HS,GG,3G,AL,BS,BZ,CU). و مقدار سختي توسط آن به يكي از مقياسهاي برينل، ليب (HLK)، ويكرز، راكول A,B,C ، شور اسکلروسکوپ (HSC) يا مقاومت كششي اعلام مي شود.