سختی پیچ و مهره‌ها از خصوصیات ذاتی این ابزارها به حساب می‌آید. روش‌هایی وجود دارد که به وسیله آن‌ها می‌توان میزان سختی این ابزارها را افزایش داد. به منظور سختی سنجی ابزار‌هایی مانند پیچ و مهره می‌توان از سه روش ویکرز، برینل و راکول استفاده کرد. اساس این سه روش شبیه به هم است اما جزئیات آن‌ها با یکدیگر متفاوت هستند. در ادامه به شرح توضیحات مفصل درباره سختی سنجی به روش ویکرز خواهیم پرداخت. همچنین ما در گروه پولادان سازه با ارائه اطلاعات مختصر در مورد دو روش دیگر یعنی برینل و راکول امکان مقایسه این سه روش را فراهم خواهیم کرد.
منظور از سختی پیچ و مهره چیست؟
سختی، از خصوصیات ذاتی مواد مختلف به حساب می‌آید. پیچ و مهره‌ها نیز مانند هر ماده دیگری به واسطه ساختارشان دارای میزان سختی مشخصی هستند. سختی اجسام در واقع به معنی مقاومتی است که مواد از خود در برابر فشار‌های جسم فرو رونده نشان می‌دهند. به طور مثال زمانی که یک جسم به پیچ و مهره برخورد میکند اثری از خود روی آن به جا میگذارد. در صورتی که پیچ و مهره از سختی بالایی برخوردار باشد مقاومت آن در برابر خراشیدگی بیشتر خواهد بود؛ در نتیجه اثر کمتری از خراشیدگی رو آن باقی خواهد ماند.
همچنین تفاوت استنلس استیل با استیل معمولی را نیز بهتر است بدانید
سختی سنجی پیچ و مهره
سختی پیچ و مهره از مواردی است که در انتخاب پیچ و مهره مورد نظر به خریداران کمک زیادی میکند؛ زیرا هر میزان از سختی این ابزارها برای کاربرد‌های به خصوصی مناسب است. مشتریان برای اینکه بتوانند بهترین پیچ و مهره را مطابق نیاز خود تهیه کنند باید از میزان سختی آن آگاه شوند. برای کسب این آگاهی روش‌های سختی سنجی طراحی شده است که قادر به مشخص کردن میزان سختی این ابزارها خواهند بود.
این تست‌ها در مراحل اولیه تولید، توسط تولید‌کنندگان انجام میشود. سپس نتایج به دست آمده از این آزمایش‌ها در کنار دیگر خصوصیات محصول در کاتالوگ آن ثبت می‌گردد. روش‌هایی که به وسیله آن پیچ و مهره‌ها و دیگر قطعات فلزی سختی سنجی می‌شوند راکول، برینل و ویکرز نام دارند. هر سه روش نام برده شده، از اساس و مبنی یکسانی برخوردار هستند و تنها تفاوت آن‌ها در جزئیاتی است که به واسطه در نظر گرفتن جنس و شکل هندسی جسم فرو رونده ایجاد میشود.
سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز
سختی سنجی به روش ویکرز از روش‌های پرکاربرد آزمایش میزان سختی پیچ و مهره‌ها است. این روش پس از روش سختی سنجی برینل و در سال ۱۹۲۱ ابداع شد. در این روش برای تعیین میزان سختی جسم، یک جسم فرو رونده با میزان نیروی از پیش تعیین شده بر سطح پیچ و مهره وارد میشود. در آزمایش ویکرز جسم فرورونده دارای هندسه هرمی است؛ همچنین از سطح مقطع مربع و جنس الماس برخوردار است. در طول این آزمایش بر سطح پیچ و مهره فرو رفتگی ایجاد میشود. میزان ویکرز در این آزمایش در واقع همان طول اثر باقی مانده است که در قالب تریبیا قطر فرورفتگی، در فرمول مخصوص ویکرز قرار می‌گیرد. قابل ذکر است که فرو رفتگی ایجاد شده در این روش به شکل مربع است.
مزایای سختی سنجی پیچ و مهره به روش ویکرز
آزمایش سختی سنجی ویکرز از مزایای زیادی برخوردار است. این مزایا از مهم‌ترین دلایل کاربرد زیاد این روش به حساب می‌آید. از اصلی‌ترین مزایای این روش عبارتند از:
- دقت اندازه‌گیری بالا.
- توانایی اندازه‌گیری پیچ و مهره‌هایی که ضخامت کمی دارند
- توانایی اعمال بار‌هایی که ۱ تا ۱۲۰ کیلوگرم هستند.
- توانایی اندازه‌گیری مواد مختلف با اندازه‌های متفاوت
معایب سختی سنجی ویکرز
روش سختی سنجی ویکرز در کنار مزایا، معایبی نیز دارد. معایب این روش باعث ترجیح دیگر روش‌ها به آزمایش سختی سنجی ویکرز میشود. این معایب به شرح زیر هستند:
- سرعت انجام این آزمایش نسبت به روش‌های دیگر پایین‌تر است.
- در مواردی این تست مخرب است.
- قیمت تجهیزات سختی سنجی ویکرز بالا است.
- پردازش قطعه در این آزمایش با دقت بالا و نمونه‌سازی بسیار دقیق انجام می شود.
دیگر روش‌های سختی سنجی پیچ و مهره
پیچ و مهره‌ها به روش‌های مختلفی مورد آزمایش قرار می‌گیرند. هریک از این روش‌ها از نظر جزئیات تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند. تفاوت این آزمایش‌ها باعث میشود هریک از آن‌ها برای کاربرد‌های مختلفی مناسب باشند. در ادامه توضیحاتی در مورد دو روش دیگر یعنی راکول و برینل ارائه خواهد شد. آگاهی از این روش‌ها مقایسه این سه روش را آسان می‌سازد.
روش راکول
روش راکول، آزمایش سختی سنجی است که در کشور آمریکا بسیار کاربرد دارد. این روش در جنگ جهانی دوم ابداع شد و توسعه یافت. در این آزمایش از یک قطعه به شکل مخروط یا ساچمه برای ایجاد فشار روی پیچ و مهره استفاده میشود. فرو رفتگی مورد آزمایش توسط همین قطعه‌ها ایجاد میشود. برای اندازه‌گیری در روش راکول، عمق فرورفتگی مد نظر است. برای انجام این تست مواردی مانند، جنس قطعه ای که فشار وارد میکند و میزان نیروی مورد فشار با توجه به نوع و ابعاد پیچ و مهره متفاوت است.
روش برینل
در این روش برای ایجاد فرورفتگی بر مواد از قطعاتی استفاده میشود که کروی شکل هستند. روش برینل در سال ۱۹۰۰ ابداع گشت. در این روش برای اندازه‌گیری میزان سختی پیچ و مهره، فرورفتگی توسط قطعه کروی ایجاد میشود. این قطعه کروی از جنس کاربید و تنگستن است. این روش بیشتر برای اندازه‌گیری میزان سختی قطعات بزرگی به کار میرود که ساختار ناهمگن دارند. میزان نیروی وارده بر جسم در این روش به نسبت نوع و ابعاد پیچ و مهره متفاوت است.
سخن پایانی
سختی پیچ و مهره از مواردی است که با توجه به کاربرد محصول میزان متفاوتی دارد. از آنجایی که این قطعات کاربرد‌های مختلفی دارند اکثر صنایع در تولید محصولات خود از آن استفاده می‌کنند. میزان سختی از مواردی است که صنایع مختلف بر اساس آن پیچ و مهره مورد نظر خود را تهیه می‌کنند.