یکی از مهمترین ویژگیهای پیچ و مهرهها که در کاربرد آنها موردنظر قرار میگیرد و پارامتری کلیدی در انتخاب پیچ و مهره برای کاربرد به حساب میآید، سختی پیچ و مهره است. برای اندازه گیری سختی پیچ و مهره همانند سایر قطعات و محصولات فلزی، آزمایش یا تست سختی سنجی در مرحله کنترل کیفیت بر روی آنها انجام میشود. سختی پیچ و مهرهها بستگی به جنس مادهای دارد که در ساخت پیچ و مهره مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع سختی جز خصوصیات ذاتی مواد است که البته از طریق انجام فرایندهایی میتوان آن را بهبود بخشید. سختی سنجی پیچ و مهره به سه روش مختلف ویکرز، برینل و راکول انجام میشود. که در هر سه روش مبنا و اساس کار یکی است ودر جزییات با هم تفاوت دارند. در این مقاله به بررسی سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز میپردازیم و اطلاعاتی مفیدی را در خصوص چگونگی انجام این روش در اختیار شما قرار میدهیم.
فهرست مطالب
سختی پیچ و مهره به چه معناست؟
سختی از خصوصیات ذاتی مواد است که جز مهمترین خصوصیات قطعات و محصولاتی مانند پیچ و مهرهها محسوب میشود. سختی پیچ و مهره یا در کل سختی مواد به صورت مقاومت آنها در برابر فشارهای ناشی از یک جسم فرو رونده تعریف میشود. هنگامی که یک جسم به پیچ و مهره ضربه وارد میکند، اثر یا ردی از خود بر روی سطح آن باقی میگذارد، هرچقدر سختی پیچ و مهره بیشتر باشد مقاومت بیشتری در برابر ایجاد این اثر دارد و یا میتوان گفت هرچقدر سختی بیشتر باشد، مقدار فرو رفتگی ناشی از جسم فرو رونده کمتر است.
سختی سنجی پیچ و مهره
سختی از مهمترین خصوصیات یا ویژگیهای پیچ و مهره است که تاثیر زیادی در انتخاب پیچ و مهره برای کاربردهای مختلف دارد. به همین منظور سختی سنجی یکی از مهمترین تستهایی است که در مرجله کنترل کیفیت بر روی پیچ و مهرهها انجام میشود و نتایج آن به همراه دیگر خصوصیات پیچ و مهره در کاتالوگ این محصولات گزارش میشود. سختی سنحی پیچ و مهرهها مانند سایر قطعات فلزی به سه روش سختی سنجی راکول، برینل و ویکرز انجام میشود. در هر سه این روشها مبنای کار یکی است و تنها در جزییاتی مانند جنس و شکل هندسی جسم فرو رونده با هم متفاوتند. در ادامه به بررسی سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز میپردازیم.
سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز
یکی از پرکاربردترین روشهاس سختی سنجی برای پیچ و مهرهها، سختی سنجی به روش ویکرز است. این روش اولین بار در سال 1921 مورد استفاده قرار گرفت و در واقع بعد از روش سختی سنجی برینل معرفی شد. در این روش مانند دیگر روشهای سختی سنجی، یک جسم فرو رونده با یک نیروی مشخص بر روی سطح پیچ و مهره فشار وارد میکند. جسم فرو رونده در این آزمایش دارای هندسه هرمی با سطح مقطع مربع و از جنس الماس است. هنگامی که جسم فرو رونده بر روی سطح مواد نیرو وارد میکند، یک فرو رفتگی ایجاد میشود. طول اثر ایجاد شده به صورت تریب و یا همان قطر فرورفتگی با قرار گیری در یک فرمول خاص به عنوان سختی ویکرز (HV) در نظر گرفته میشود. فرو رفتگی ایجاد شده ناشی از جسم فرو رونده هرمی به شکل یک مربع است. در زیر فرمول محاسبه سختی ویکرز آورده شده است:
HV=
در این فرمول، F مقدار بار اعمالی برحسب کیلوگرم و d قطر اثر مربعی است که بر روی سطح پیچ و مهره ایجاد شده است. محدوده بار اعمالی در سختی سنجی ویکرز معمولا بین 120-1 کیلوگرم است.
در این روش جسم فرو رونده بین 10 تا 15 ثانیه به سطح پیچ یا مهره نیرو یا فشار اعمال میکند.
نحوه یا دستورالعمل انجام آزمایش سختی سنجی ویکرز را استانداردها تعریف میکنند. در واقع برای صحت داشتن و تطبیق پذیری نتایج آزمایش سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز، تمامی تولید کنندگان باید از این دستورالعملها پیروی کنند. استانداردهایی که قواعد و دستورالعملهای انجام سختی سنجی ویکرز را تعریف میکنند، استانداردهای ISO 6507 ، ASTM E92 و ASTM E384 هستند.
معایب و مزایای سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز
سختی سنجی ویکرز مانند هر آزمایش و تست دیگری دارای معایب و مزایایی است و برای گروه خاصی از مواد و قطعات مناسبتر است. از مزایای سختی سنجی ویکرز میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- دقت اندازهگیری بالا.
- اندازهگیری سختی نمونههای با ضخامت بسیار کم.
- امکان اعمال بارهایی با مقادیر مختلف از 1 تا 120 کیلوگرم.
- امکان اندازهگیری مواد با سختیهای متفاوت.
معایب سختی سنجی ویکرز:
- سرعت اجرای کمتر نسبت به سایر روشهاس سختی سنجی.
- مخرب بودن این تست.
- گرانتر بودن تجهیزات انجام این تست.
- نیاز به پردازش قطعه و نمونه سازی دقیق.
