سختی سنجی برینل

[مجید موحد]

برینل :

از دیگر روش ها یا دستگاهها سختی سنجی می توان برینل را نام برد که مکانیزم آنساچمه ای است. ساچمه هایی که در برینل مورد استفاده قرار می گیرند ساچمه های 5/2 و5 و 10 میلی متری است.
در کشور ما ایران بیشترین استفاده از برینل در وزن های 187 و 250 کیلوگرم است.
در صنعت فولاد و فولادسازی از برنیل با وزن 3000 کیلوگرم و ساچمه 10 میلی متریاستفاده می شود. از دیگر زمینه های کاربرد برینل می توان از کاربرد آن در ریختهگری نام برد.

آزمون برینل اولین آزمون از نوع فرو کردنی بود که کاربرد عمومی پیداکرد .

در این آزمون ،در شکل اولیه اش ، از یک گلوله فولادی سخت شده بهقطر 10 میلیمتر تحت اثر نیروی ایستای 3000 کیلوگرم ( 29.43 کیلو نیوتن ) که به مدت10 الی 15 ثانیه روی نمونه اعمال می شود ، استفاده می کنند .

( نیروی 3000 کیلوگرم همراه با گلوله فرورونده ی 10 میلیمتری برایفولاد و چدن مناسب است .

برای فلزها و آلیاژهای نرمتر غیره آهنی از نیروهای ایستای کمتراستفاده می شود .) ، سپس قطر فرورفتگی به کمک یک میکروسکوپ مدرج اندازه گیری میشود . معمولاً دو قطر متعامد فرو رفتگی را اندازه گرفته و میانگین آنها را برایمحاسبه ی عدد سختی به کار می رود . عدد سختی برینل ( ) از رابطه ی زیر بدست می آید:

مساحت سطح فرو رفتگی (میلیمترمربع) / نیروی وارد شده (کیلوگرم) =عدد سختی

آزمون برینل چند اشکال دارد . فرورفتگیهای ایجاد شده توسط یک فرو روندهکروی از نظر شکل هندسی مشابه هم نیستند . دو نوع فرورفتگی ایجاد می کند : یکی عمیقودیگری کم عمق . از آنجا که این دو نوع فرورفتگی از نظر شکل هندسی مشابه هم نیستند، الگوی سیلان مومسان در فرورفتگی عمیق با الگوی سیلان مومسان در فرو رفتگی کم عمق، قدری تفاوت دارد یعنی : مقاومت به تغییر شکل مومسان دو فرورفتگی با هم یکساننیست . بنابراین ، عدد سختی حاصل از آزمون برینل مستقل از نیروی وارد شده نیست . بهعبارت دیگر اگر دو آزمایش سختی برینل ، با دو نیروی متفاوت روی یک ماده انجام شود، عدد سختی حاصل از بار ایستای زیادتر با عدد سختی به دست آمده از بار ایستای کمترتفاوت خواهد داشت .

مقادیر پیشنهادی F) Fنیروی وارد شده به کیلو گرم و D قطرفرورونده بر حسب میلیمتر ) برای مواد مختلف ، در استاندارد انگلیسی آمده است :

جدول مقادیر توصیه شده F:

آزمون برینل برای مواد مختلف 30

انواع فولاد وچدن آلیاژهای مس و آلیاژهای آلومینیوم 10

آلومینیوم و مس خالص 5

سرب ، قلع و آلیاژهای قلع 1

پس از ایجاد فرو رفتگی در آزمون برینل ، پارامتر اندازه گرفتنیقطر حفره ( d) است . در یک فرورفتگی کمعمق ، قطر( (d در مقایسه با قطر گلوله ( D ) کوچک است . زاویه ی بین سطح نمونه و مماسبر گلوله بسیار کوچک است و مرز فرورفتگی بخوبی در زیر میکروسکوپ قابل تشخیص نیست .در نتیجه ، نمی توان قطر فرورفتگی را بدقت اندازه گرفت . در یک فرورفتگی عمیق ،حدود حفره به خوبی مشخص است ، ولی با این که می توان قطر را بدقت اندازه گیری کرد، افزایش چشمگیر عمیق حفره (و در نتیجه سطح تماس ) موجب افزایش زیادی در قطر ( d ) نمی شود . این امر نیز به نوبه ی جود موجبکاهش دقت اندازه گیری سختی می شود . به این دلیل مقادیر دقیق سختی برینل فقط درصورتی به دست می آید که قطرفرو رفتگی ( d ) درمحدوده D 0.25و. D 05 باشد (D قطرفرورونده است ). در نتیجه روشبرینل برای مواد خیلی سخت مناسب نیست . با نزدیک شدن سختی ماده مورد آزمایش بهسختی فرورونده کروی ، احتمال تغییر شکل فرورونده مطرح می شود . آزمون برینل برایآزمایش موادی تا درجه سختی 400 مناسب است ، و برای فلزهایی با سختی بالاتر از عدد500 توصیه نمی شود . مقادیر سختی با هم قابل مقایسه اند ولی برای مقادیر سختیبالاتر ، تفاوت بین اعداد به دست آمده از دو روش آزمون ، برای یک ماده مشخص ،زیادتر می شود . لازم به ذکر است که ضخامت plate باید حداقل 10 برابر h باشد. نمونه ای که می خواهیم ساچمه روی آن بگذاریم باید سیقلی باشد .اگر جواب آزمایش500 بدست آمد قابل قبول نمیباشد. محل اثر باید 2.5 برابر d از لبه های نمونه دور باشد .