موضوع مقاله: آزمون سختی ویکرز | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آزمون سختی ویکرز | مقدمه: استفاده از آزمون ویکرز اغلب از سایر آزمایش‌های سختی آسان‌تر است زیرا محاسبه‌های مورد نیاز مستقل از اندازه فرورفتگی است و از تورفتگی برای تمام مواد صرف نظر از سختی می‌توان استفاده کرد. | ## بخش 1: آزمون سختی ویکرز | اصل اساسی، مانند سایر اندازه‌گیری‌های سختی معمول، مشاهده توانایی یک ماده در مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک از یک منبع استاندارد است. آزمون ویکرز برای کلیه فلزها قابل استفاده است و یکی از وسیع‌ترین مقیاس‌ها را در بین آزمایش‌های سختی دارد. واحد سختی داده شده توسط این آزمون به عنوان شماره هرم ویکرز (HV) یا سختی الماس هرمی (DPH) شناخته می‌شود. عدد سختی را می‌توان به واحد پاسکال تبدیل کرد، اما نباید آن را با فشار که از همان واحدها استفاده می‌کند اشتباه گرفت. عدد سختی با توجه به نیروی وارد بر سطح تورفتگی و نه ناحیه عمود بر سطح تعیین می‌شود، بنابراین فشار نیست. تفاوت در طول هر دو قطر و افت روشنایی، هر دو نشانه‌هایی قدیمی از نمونه خارج از رده هستند. تصمیم گرفته شد که شکل تورفتگی بدون در نظر گرفتن اندازه باید قادر به تولید نشان گذاری‌های مشابه هندسی باشد. نشان گذاری باید دارای نقاط اندازه‌گیری کاملاً مشخص باشد؛ و فرورفتگی باید مقاومت بالایی در برابر تغییر شکل خود داشته باشد. طبق آزمایش‌ها مشخص شده بود که اندازه ایده‌آل یک نشان گذاری برینل ،۳/۸ قطر توپ بود. | ## بخش 2: آزمون سختی ویکرز | از آنجا که دو مماس دایره در انتهای وتر به طول 3d/۸، در ۱۳۶ درجه تلاقی می‌یابند، تصمیم گرفته شد که از این زاویه به عنوان زاویه موجود بین وجه‌های صفحه نوک تورفتگی استفاده شود. بر این اساس، بسته به سختی ماده در حال اندازه‌گیری، نیروهایی با اندازه‌های مختلف بر روی یک سطح صاف اعمال می‌شود. سپس عدد HV با نسبت F / A تعیین می‌شود، جایی که F نیرویی است که بر حسب کیلوگرم به الماس وارد می‌شود و A سطح تورفتگی حاصل در واحد میلی‌متر مربع است. A می‌تواند توسط فرمول تعیین شود: می‌توان A را با محاسبه عبارت سینوسی تخمین زد و در نتیحه، که در آن d طول متوسط قطر باقی مانده از تورفتگی به میلی‌متر است. در معادله فوق، "F" می‌تواند در واحد N (نیوتن) و "d" در واحد میلی‌متر باشد، و این امر باعث می‌شود HV در SI به واحد MPa (مگا پاسکال) باشد. برای محاسبه عدد سختی ویکرز (VHN) با استفاده از واحدهای SI باید نیروی وارد شده را بر حسب نیوتن با تقسیم بر ۹٫۸۰۶۶۵ (شتاب گرانش استاندارد) به کیلوگرم نیرو تبدیل کرد. این امر منجر به معادله زیر می‌شود:ISO 6507-1:2005(E) که F در واحد N (نیوتن) و d در واحد میلی‌متر است. یک خطای معمول این است که فرمول فوق برای محاسبه عدد HV منجر به عددی با واحد نیوتن بر میلی‌متر مربع (N / mm²) نمی‌شود، بلکه مستقیماً به عدد سختی ویکرز منجر می‌شود (که معمولاً بدون واحد داده می‌شود)، که در واقع یک کیلوگرم نیرو در هر میلی‌متر مربع است (1kgf/mm²). به عنوان مثال 440HV30 / ۲۰، که در آن: ۴۴۰ عدد سختی است، HV مقیاس سختی را می‌دهد (ویکرز)، ۳۰ نشان دهنده نیروی استفاده شده در واحد kgf (کیلوگرم نیرو) است. | ## بخش 3: آزمون سختی ویکرز | ۲۰ زمان اعمال نیرو را در شرایطی که از ۱۰ الی ۱۵ ثانیه متفاوت باشد را نشان می‌دهد. برای تبدیل عدد سختی ویکرز به واحدهای SI، عدد سختی بر حسب کیلوگرم بر میلی‌متر مربع (kgf / mm²) باید در شتاب گرانش استاندارد (۹٫۸۰۶۶۵) ضرب شود تا سختی در واحد مگاپاسکال (N/mm²) بدست آید و همچنین بر ۱۰۰۰ تقسیم شود تا سختی را در واحد GPa (گیگا پاسکال) بدهد. سختی ویکر همچنین می‌تواند بر اساس منطقه برجسته شده تورفتگی و نه سطح آن، به یک سختی SI تبدیل شود. منطقه برجسته شده ، ، به شکل زیر برای هندسه فرورفتگی ویکرز تعریف می‌شود: از این سختی بعضی اوقات به عنوان منطقه تماس متوسط یاد می‌شود و در حالت ایده‌آل می‌توان آن را مستقیماً با سایر آزمایشهای سختی که آن‌ها نیز با استفاده از منطقه برحسته شده تعریف شده‌اند مقایسه کرد. با این حال، فرورفتگی‌های نیروهای کمتر، اغلب، وابسته بودنِ سختی به عمق تورفتگی را نشان می‌دهند که به عنوان اثر اندازه تورفتگی (ISE) شناخته می‌شود. 22 مواد ارزش 316L فولاد ضدزنگ 140HV30 فولاد ضدزنگ 347L 180HV30 فولاد کربن 55–120HV5 اهن 30–80HV5 مارتنزیت 1000HV الماس 10000HV موارد احتیاط هنگام انجام آزمایش‌های سختی، حداقل فاصله بین تورفتگی‌ها و فاصله تورفتگی تا لبه نمونه باید در نظر گرفته شود تا از تعامل بین مناطق سخت شده و اثرات لبه جلوگیری شود. استاندارد فاصله بین تورفتگی‌ها (d) فاصله از مرکز تورفتگی تا لبه نمونه (d) ISO 6507-1> 3d برای آلیاژهای فولاد و مس و> 6d برای فلزات سبک 2.5d برای آلیاژهای فولاد و مس و> 3d برای فلزات سبک ASTM E384 2.5d 2.5d برآورد مقاومت در برابر کشش اگر HV ابتدا با نیوتن بر میلیمتر مریع (MPa)، یا در غیر این صورت با تبدیل از kgf / mm 2 (کیلوگرم نیرو بر میلیمتر مربع) بیان شود، مقاومت کششی (در واحد MPa(مگا پاسکال ماده را می‌توان به عنوان ≈ HV / ≈ HV / 3 تقریب زد، که در آن یک ثابت است که توسط مقاومت تسلیم، نسبت پواسون، توان سخت شده و عوامل هندسی تعیین می‌شودمعمولاً بین ۲ تا ۴ متغیر است. | ## جمع‌بندی | کاربرد پین‌های اتصال باله در هواپیمای Convair 580 توسط سازنده هواپیما مشخص شدند تا با مشخصات سختی ویکرز 390HV5 سخت شوند،'۵' یعنی پنج کیلو پوند.