مقارنة الصلابة والعلاقة مع قوة الشد

القسوة هي مقياس لمقاومة المواد للتشوهات المحلية، وخاصة التشوهات البلاستيكية، أو التدفق، أو الخدش، وهي مؤشر على ناعمة المادة أو صلابتها.وتشمل طرق قياس القسوة بشكل رئيسي التجويفمن بينها،HRC،HV، و HB هي ثلاثة مؤشرات للصلابة تستخدم عادة، والتي تمثل صلابة روكويل على مقياس C،صلابة فيكرز،صلابة برينيل، على التوالي.هنا مقدمة لهذه الأنواع الثلاثة من القسوةسيناريوهات تطبيقها وعلاقتها بقوة السحب:

1.HRC ((مقياس صلابة روكويل C)

• تعريف: في اختبار صلابة روكويل، يستخدم مدخل مخروط الماس لقياس عمق التشوه البلاستيكي للدخل لتحديد قيمة الصلابة.

• سيناريو التطبيق: يستخدم بشكل رئيسي لقياس المواد الصلبة،مثل الصلب المعالج بالحرارة،الصلب المحمل،صلب الأدوات،الخ.

• العلاقة مع قوة الشد:عندما تكون صلابة الصلب أقل من 500HB، تكون قوة الشد متناسبة مباشرة مع الصلابة، أي، [text{Tensile Strength(kg/mm2)}=3.2timestext{HRC}.

2.HV ((صلابة فيكرز)

• تعريف: صلابة فيكرز تستخدم مدخل هرمية مربعة من الماس بزاوية وجه نسبية 136 درجة،ضغط على سطح المادة بقوة اختبار محددة،ويتم تمثيل قيمة القسوة بمتوسط الضغط على مساحة سطح الوحدة من حفرة الهرم التربيعي.

• سيناريو التطبيق: مناسب لقياس مواد مختلفة، وخاصة المواد الرقيقة وطبقات تصلب السطح، مثل الطبقات المكربرة والنتراتية.

• العلاقة مع قوة الشد:هناك علاقة معينة تتوافق بين قيمة القسوة وقوة الشد،ولكن هذه العلاقة ليست صحيحة في جميع السيناريوهات،خاصة في ظل ظروف معالجة حرارية مختلفة.

3.HB ((صلابة برينيل)

• تعريف: صلابة برينيل تستخدم كرة فولاذية متصلبة أو كرة كربيد التونغستين ذات قطر معين للضغط على سطح المعدن الذي سيتم اختباره مع حمولة اختبار معينة ،قياس قطر التجويف على السطح، وحساب نسبة مساحة السطح الكروية من التجاعيد إلى الحمل.

• سيناريو التطبيق: يستخدم عادة عندما تكون المادة أكثر ليونة،مثل المعادن غير الحديدية،الفولاذ قبل المعالجة الحرارية،أو الفولاذ بعد التسخين.

• العلاقة مع قوة الشد:عندما تكون صلابة الصلب أقل من 500HB، تكون قوة الشد متناسبة مباشرة مع الصلابة، أي:[text{قوة الشد ((kg/mm2)}=frac{1}{3}timestext{HB}].

العلاقة بين الصلابة وقوة الشد
هناك علاقة تقريبية متوافقة بين قيم القسوة وقيم قوة الشد.وذلك لأن قيمة القسوة تحددها مقاومة التشوه البلاستيكي الأولية ومقاومة التشوه البلاستيكي المستمرةكلما كانت قوة المادة أعلى، كلما كانت مقاومة التشوه البلاستيكية أعلى، كلما كانت قيمة القسوة أعلى. ومع ذلك، قد تختلف هذه العلاقة في ظل ظروف المعالجة الحرارية المختلفة،خاصة في حالة التشديد منخفضة الحرارةحيث توزيع قيم قوة الشد متناثر جداً، مما يجعل من الصعب تحديدها بدقة.

باختصار،HRC،HV، و HB هي ثلاث طرق شائعة الاستخدام لقياس صلابة المواد، كل منها قابلة للتطبيق على مواد و سيناريوهات مختلفة.ولديهم علاقة معينة مع قوة الشد للمادةفي التطبيقات العملية ، يجب اختيار طريقة اختبار الصلابة المناسبة بناءً على خصائص المادة ومتطلبات الاختبار.