سختی برینل

سختی برینل

سختی برینل (Brinell Hardness) اولین آزمون استاندارد و مورد قبول است که در سال 1900 توسط ج. ا. برینل ارائه شد. در این آزمون در سطح فلز به وسیله یک گلوله فولادی به قطر ده میلی متر با نیروی 3000 کیلوگرم فرورفتگی ایجاد می‏ شود. نیروی اعمال شده از طرف سنبه، برای فلزات نرم تا 500 کیلوگرم کاهش می یابد تا از عمیق شدن زیاد اثر فرورفتگی اجتناب شود و برای فلزات خیلی سخت از گلوله ای از جنس کاربید تنگستن استفاده می‏ شود. پس از ایجاد فرورفتگی قطر آن توسط یک میکروسکوپ اندازه گیری می شود. برای بدست آوردن قطر دقیق فرورفتگی باید دو قطر عمود بر هم را اندازه گیری کرده و از آن‏ ها میانگین گرفت. سطحی که مورد آزمون قرار می گیرد، باید صاف و تمیز باشد.

عدد سختی برینل

عدد سختی برینل بر حسب بار تقسیم بر مساحت داخلی فرورفتگی بیان می شود و از فرمول زیر بدست می آید:

فرمول فوق بر مبنای فشار وارده بر سطح صاف بدست آمده است در حالی که با فرورفتن سنبه سطح مورد نظر انحنا می یابد بنابر این می توان با در نظر گرفتن :

d=D Sin ϕ

فرمول سختی برینل را به شکل زیر تصحیح کرد:

برای بدست آوردن عدد برینل یکسان، توسط بار یا قطر گلوله غیر استاندارد باید شکل هندسی فرورفتگی ها مشابه باشد . اگر زاویه 2ϕ ثابت باقی بماند، آنگاه اشکال هندسی مشابهی بدست می آید. به عبارت دیگر برای ثابت نگداشتن زاویه ϕ و عدد سختی برینل باید بار و قطر گلوله به شکل زیر تغییر کند:

عدد برینل با تغییر مقدار بار وارده تغییر می کند، مگر این که برای ثابت نگه داشتن نسبت فوق اقداماتی صورت گیرد.

مزایای روش برینل

- اثر فرورفتگی که توسط روش برینل بدست می آید نسبت به سایر روش های سختی سنجی، بزرگ تر است. همین امر سبب می شود تا عدد بدست آمده میانگینی از ناهگمنی های موضعی باشد.

- روش برینل کمتر از سایر روش های سختی سنجی، تحت تاثیر ناهمواری ها و خراش های سطحی قرار می گیرد.

معایب روش برینل

- اثر بزرگ (فرورفتگی) آزمون برینل، سبب می شود تا این روش برای تعیین سختی قطعات کوچک و قطعاتی که تحت تنش بحرانی هستند مناسب نباشد، زیرا ممکن است این قطعات در حین آزمون بشکنند.

- روش برینل برای آزمودن مواد خیلی سخت مناسب نیست. با نزدیک شدن سختی ماده مورد آزمایش، به سختی فرورونده کروی، احتمال تغییر شکل فرورونده مطرح می شود. آزمون برینل برای آزمایش موادی تا درجه سختی BHN 400 مناسب است و برای فلزاتی با سختی بالاتر از BHN 500 توصیه نمی شود.

استانداردهای تست برینل

استاندارد ایزو (ISO)

EN ISO 6506-1:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 1: test method

EN ISO 6506-2:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 2: verification and calibration of testing machine

EN ISO 6506-3:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 3: calibration of reference blocks

EN ISO 6506-4:2005: Metallic materials – Brinell hardness test – Part 4: Table of hardness values

استاندارد ASTM

ASTM E10-08: Standard method for Brinell hardness of metallic materials.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

 جورج دیتر ، متالورژی مکانیکی ، ترجمه شهره شهیدی ، مرکز نشر دانشگاهی.

ورنون جان ، آزمون مواد ، ترجمه علی حائریان و محسن کهرم، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است