انواع روش سختی فولاد چیست؟ سختی فولاد چیست؟ سختی فولاد به میزان مقاومت آن در برابر خمش و شکست می گویند. این مقاومت معمولاً با استفاده از تست سختی سنجی اندازه گیری می شود. روش سختی فولاد نکات مختلف و انواع متعددی دارد. که ما در این مقاله قصد داریم همه چیز را درباره سختی فولاد با شما به اشتراک بگذاریم. پس با ما همراه باشید.
روش سختی فولاد چیست؟
دو روش اصلی برای اندازه‌گیری سختی فولاد وجود دارد که عبارت اند از: روش برینل (Brinell) و روش ویکرز (Vickers). در روش برینل، یک سنجه فولادی به قطر 10 میلی متر وزن دار روی فولاد قرار داده می شود و پس از اعمال نیرو بر روی آن، عمق اثر سنجه بر روی فولاد اندازه گیری شده و میزان سختی محاسبه می شود. در روش ویکرز نیز از یک سنجه تیز و الماسی به عنوان سنجه تست استفاده می شود و محاسبات به صورت پایه مستطیل و فشار عمود بر فولاد انجام می شود.
کاربرد روش سختی فولاد چیست؟
سختی فولاد به عنوان یکی از خصوصیات مهم آن برای مقابله با فشار، سایش و سایر نیرو های مکانیکی به کار می رود. با افزایش سختی فولاد، مقاومت آن در برابر سایش و سایر پوسیدگی ها نیز افزایش می یابد. برای این کار، می توان از فرآیند هایی مانند گرمایش تنش زدایی، فرآیند کربن کاری و نیترو کاری و غیره استفاده کرد. همچنین، سختی فولاد در تولید انواع ابزار های برش و سوراخ کاری، قطعات ماشین آلاتی که در شرایط سخت کاری قرار می گیرند و قطعاتی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی دارند، نقش مهمی دارد.
انواع روش های سختی فولاد
فولاد یکی از پر کاربرد ترین مواد ساختمانی است که به دلیل خصوصیات مکانیکی بالا و قابلیت تشکیل دهی خوب برای اجرای دستور العمل های ذرات فزاینده مورد استفاده قرار می گیرد. برای افزایش سختی فولاد، چندین روش مختلف وجود دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می کنیم:
تمرکز سرمایش
در این روش، فولاد به یک دمای بسیار بالا (برای مثال ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) می رسد، سپس برای سریع تر شدن عملیات خنک شده و مجدداً به دمای اتاق بازگردانده می شود. این روش سبب شکست داخلی بافت فولاد می شود و باعث افزایش سختی آن می گردد.
تصلب سطحی
در این روش، سطح فولاد با استفاده از فرایند هایی مانند نیترو کاربوراسیون یا کروم کاربیداسیون شده و لایه ای از فلز زیرین را با پوششی سخت تر می پوشاند. این روش باعث ایجاد لایه ای سرامیکی روی فولاد می شود که بسیار مقاوم در برابر خرابی های سطحی است.
کاربوراسیون
در این روش، فولاد با مواد کربن در معرض درجه حرارت بالایی قرار می گیرد تا کربن به بافت فولاد اضافه شود. با افزایش درصد کربن، سختی فولاد بیشتر می گردد.
تمرکز تنش
در این روش، روشی برای تغییر فشار و تنش های داخلی فولاد در نقاط مشخص در نظر گرفته می شود که باعث افزایش سختی و مقاومت به خستگی آن می شود.
درجه حرارتی شدن
در این روش، فولاد برای چندین ساعت در دمای بالایی (مثلا ۵۰-۵۶ درجه سانتیگراد) نگهداری می شود تا برای تغییر شکل آماده شود. سپس، با استفاده از فشار و یا غلتش مناسب، شکل داده می شود. این روش باعث افزایش سختی فولاد می شود.
بیشتر بخوانید: نکاتی که باید در خرید ورق فولادی توجه کرد
تاریخچه روش سختی فولاد چیست؟
فولاد یکی از اصلی ترین فلزات مورد استفاده در ساخت و ساز و صنعت است. روش سختی افزایی فولاد، یکی از روش های مهم برای بهبود خصوصیات مکانیکی فولاد است. این روش با افزایش سختی فولاد، مقاومت آن را در برابر سایش، خوردگی، خمش، و اثرات دیگر افزایش می دهد.
استفاده از سختی فولاد به طور گسترده از زمان قدیم برای ساخت ابزار ها و سلاح های جنگی استفاده می شد. در سال های اخیر، روش های پیشرفته تر و نوین تری برای افزایش سختی فولاد ارائه شده است. تکنیک های مختلفی برای سختی افزایی فولاد وجود دارد، از جمله تمرکز حرارتی، فرآیند کاربوراسیون، فرآیند نیتراسیون و روش های پوشش دادن سطح.
یکی از مهم ترین روش های سختی افزایی فولاد، تمرکز حرارتی است. در این روش، فولاد به دمای بالایی گرم می شود و سپس به سرعت خنک شده و از این روش برای تولید انواع ابزار ها و قطعات صنعتی استفاده می شود. این روش در طول سالیان گذشته بهبود یافته و ماشین آلات پیشرفته تری برای جوشکاری و تمرکز حرارتی فولاد به‌کار گرفته شده است.
مراحل روش سختی فولاد
روش سختی فولاد یکی از روش های ارزیابی ویژگی های مکانیکی فولاد است که با انجام آزمون سختی بر روی نمونه های فولادی، می توان ویژگی هایی مانند مقاومت به خمش، مقاومت به کشش و مدول الاستیسیته را اندازه گیری کرد. مراحل این روش عبارتند از:
نمونه برداری
نمونه ها از جاذبه ای که فلزات قرار دارند، برداشته می شوند.
تهیه نمونه
نمونه های برداشته شده به ابعاد مورد نیاز برای آزمون تهیه می شوند. این نمونه ها باید صاف، تمیز و بدون هرگونه خطای سطحی باشند.
آزمایش سختی
در این مرحله با استفاده از دستگاه های سختی سنج، سختی نمونه ها اندازه گیری می شود. در این روش سختی به وسیله فشار، ضربه نوک مستطیلی یا الکتریکی اندازه گیری می شود.
تفسیر نتایج
با توجه به نتایج اندازه گیری شده، ویژگی های مکانیکی فولاد از جمله مقاومت به خمش، مقاومت به کشش و مدول الاستیسیته محاسبه می شود.
مزایای روش سختی فولاد
سختی فولاد به مزایای زیادی برای استفاده در بسیاری از صنایع و بخش های مختلف اقتصادی منتهی می شود. برخی از این مزایا به شرح زیر می باشند:
مقاومت بالا در برابر خوردگی
فولاد هنگامی که سخت شود، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و سایش دارد.
افزایش مقاومت مکانیکی
سختی فولاد باعث افزایش مقاومت مکانیکی آن می شود و این امر می تواند خصوصاً در برابر فشار، کشش و خمش کفایت کند.
افزایش عمر مفید
سختی فولاد باعث افزایش عمر مفید قطعات می شود و می تواند از هزینه های تعمیر و نگهداری صرفه جویی کند.
قابلیت پردازش
قابلیت سخت شدن فولاد به روش های مختلف، به تولید کنندگان این قابلیت را می دهد تا فولاد را به صورت آسانی کار کرده و برای تولید قطعات مختلف استفاده کنند.
کاهش وزن و افزایش مقاومت
استفاده از فولاد های سخت، می تواند به کاهش وزن و افزایش مقاومت و سختی و در نتیجه به بهبود کارایی مورد استفاده بپردازد.
کاهش هزینه
به دلیل مقاومت بالای فولاد سخت، می توان به صرفه جویی در هزینه های نگهداری و تعمیر انواع ماشین آلات و قطعات صنعتی دست یافت.
به طور کلی، استفاده از فولاد سخت، می تواند به بهبود عملکرد و مقاومت مواد و قطعات در برابر شرایط سخت و دشوار کمک کند.
جمع بندی
روش سختی فولاد کاربرد ها و نکات بسیار زیادی دارد که ما سعی کردیم تمامی آن ها را با شما به اشتراک بگذاریم. امیدواریم که این مقاله برای شما مفید بوده باشد.
