مقایسه تست های مخرب با غیر مخرب

مقایسه تست های مخرب با غیر مخرب

اسلاید 1: به نام خدا پروژه: مقایسه تست های مخرب با غیرمخرب تهیه کننده گان: دانشجویان کارشناسی ساخت وتولید گروه ماشین ابزار رسول امامی-سید احمدحسینی-افشین ذاکری- رویا رحمانی-امین انواری سال تحصیلی91-1390

اسلاید 2: مقدمه ضرورت بازرسی در ماده يا قطعه در حين ساخت، انواع نقصها با اندازه هاي متفاوت ممكن است به وجود آيد كه ماهيت و اندازه دقيق اين نقص، كاركرد آتي قطعه را تحت تاثير قرار مي دهد. نقصهاي ديگري مانند تركهاي ناشي از خستگي يا خوردگي، در حين كار با ماده نيز ممكن است به وجود آيد. بنابراين براي آشكارسازي نقصها در مرحله ساخت و همچنين براي آشكارسازي و مشاهده آهنگ رشد آنها در حين عمر كاري هر قطعه يا مجموعه بايدتست هایی انجام داد. تست های غیر مخرب Destructive Tests (NDT) NON تست های مخرب Destructive Tests (DT)122

اسلاید 3: 3

اسلاید 4: Destructive Tests (NDT) NON4

اسلاید 5: علل استفاده از NDT :‌ 1-  کم کردن ضایعات تولید  : بهبود خواص قطعه کاهش هزینه ها در اثر کم شدن ضایعات 2- افزایش اطمینان مشتری و سازنده نسبت به محصول تولیدی 3- افزایش ایمنی کارگرو مشتری.   5 Destructive Tests (NDT) NON

اسلاید 6: وسایل مورد استفاده برای چشم مسلحMini TV Visual test 6

اسلاید 7: Glasses mounted Monitor Visual test 7

اسلاید 8: Visual test آزمون چشمي به عنوان اولين تست و يا در بعضي موارد به عنوان تنها متد بازرسي ، استفاده مي شود. آزمون چشمي روشي براي شناسايي نواقص و معايب سطحي مي باشد.بازرسي چشمي سطوح معيوب در مراحل ساخت اتفاق مي افتدكشف و تعمير اين عيوب در زمان فوق،كاهش هزينه قابل توجهي را در بر خواهد داشت. بطوري كه نشان داده شده است بسياري از عيوبي كه بعدها با روشهاي تست پيشرفته تري كشف مي شوند،با برنامه بازرسيی چشمي قبل،حين و بعد از ساخت به راحتي قابل كشف مي باشند.8

اسلاید 9: كاربردهاي بازرسي چشميبرخي از اين كاربردها عبارتند از :تشخيص عيوب سطحي نظير خراشيدگي، زبري سطح و نواحي بدون رنگ يا پوشش.تشخيص ترك، تخلخل، خوردگي و يا ساير عيوب سطحياندازه گيريهاي ابعادياندازه گيري دقتتشخيص جسم خارجيموقعيت يابي اجزا Visual test 9

اسلاید 10: مزایا:1-ارزان ترین و ساده ترین روش .2- این روش را می توان در طی تمامی مراحل تولیدوساخت وبعد ساخت بکار گرفت.را به کمک این روش تعیین می شود . NDT3-روش مناسب4- کاهش هزینه ها.محدودیت ها:1- عیوب زیر سطحی قابل شناسایی نمی باشد . 2- بکار گیری به تجربه شخص بستگی دارد . 3- در صورت غفلت بازرس خطا زیاد است . Visual test 10

اسلاید 11: نمونه هایی از بازرسی چشمی:این عیوب به روش چشمیقابل رویت هستند:تخريب لوله دراثر انبساط اآب درون لوله Visual test 11

اسلاید 12: Penetrant Test بازرسی نافذ: برای شناسایی عیوب سطحی از قبیل ترک ها ،انقباض ها وحفره هایی که به سطح باز میشوند برای هر دو مواد مغناطیسی و غیر مغناطیسی به کار برد اما کاربرد عمده آن برای مواد غیر مغناطیسی است.می توان برای هرگونه مواد یکنواختی که متخلخل نیستند ازقبیل فلزات،شیشه،پلاستیک وبرخی مواد سرامیکی به کار برد.نافذها معمولا با غوطه ور کردن،اسپری کردن،برس زدن به سطح قطعه اعمال میشوند.مایع نافذ با واکنش مویینگی قوی به داخل ترکها ی سطحی کشیده می شود.بعد آنکه به نافذ فرصت کافی داده شد( معمولا بین 5 تا 30 دقیقه ) که به داخل نفوذ کند مایع باقی ماندۀ روی سطح با شستن یا پاک کردن برداشته می شود.بدین طریق نافذ در کلیه عیوب سطحی باقی می ماند. در این زمان یک پودر خشک یا مخلوط معلق پودر در مایع به سطح قطعه زده می شود.این پودر ظاهر کننده مانند یک اسفنج عمل کرده ونافذ داخل درزها را بخود می کشد ومحل نشانه نافذ را به صورت بزرگتر نشان می دهد. برای تکمیل عمل بازرسی، یک روش برای این کار استفاده از اختلاف رنگ نافذ با پودر ظاهر کننده است. ترکیب نافذ قرمز وظاهر کننده سفید رنگ بسیار معمول است. روش دیگر استفاده از نافذ فلورسنت است. باید توجه داشت که عملیات بازرسی را بعد از گذشت زمان معین ( معمولا 15 تا 30 دقیقه ) انجام داد تا از خروج مایع نافذ از درزها توسط ظاهرکننده اطمینان حاصل شود. 12

اسلاید 13: در حالت اول به طور معمول براي رنگين نمودن مايع از رنگ قرمز استفاده ميشود كه با نور روز يا نور مصنوعي قابل ديد باشد، ولي در حالت دوم براي ديدن تركها و درزها بايد از نور فرابنفش استفاده شود.بازرسی نافذ فلورسنت برای شناسایی ترکها و انقباض ها در قطعات ریختگی،ترک ها در ساخت وسنگ زنی ابزارهای کاربیدی، ترک ها و حفرهخ ها در قطعات جوشکاری شده،ترک های توربین های گازی و بخاری،ترکهای سرامیکهای عایق شمع ها و قطعات الکترونیکی به کار می رود به طور کلی در صنايع لوله سازی ، خودرو، کشتی سازی و ... .چهار عمل اصلی برای تست:13Penetrant Test

اسلاید 14: :PTمزایای 1- عیوب سطحی شناسایی می شود. 2- به شکل جنس قطعه بستگی ندارد.3- ساده وارزان است . 4- شکل واندازه تقریب عیب مشخص است (کمی بزرگتر از عیب).محدودیت ها: 1-عیوب زیر سطحی را نشان نمی دهد . 2- تغییر رنگ دا ئمی نیست . 3- مواد مصرفی سمی است . 4- در ماندن باعث خوردگی می شود . 14Penetrant Test

اسلاید 15: انواع اسپری ها:15Penetrant Test

اسلاید 16: نمونه ای از قطعات عیوب دار تست شده: 16Penetrant Test

اسلاید 17: MAGNATIC Test

اسلاید 18: MAGNATIC Test          روش تست ذرات مغناطیسی جهت آشکار سازی عیوب سطحی و نزدیک به سطح مواد مغناطیسی شونده (فرومغناطیسی) بکار می رود .ذرات مغناطيسی يعنی دانه های بسيار ريز پودر آهن نرم  ( در حدود 3 تا 200 ميکرون ) که قابليت جذب شدن توسط ميدان مغناطيسی را دارد

اسلاید 19: MAGNATIC Test

اسلاید 20: MAGNATIC Testبرای مواد غیر مغناطیسی از این روش نمی توان استفاده کرد.بازرسی باذرات مغناطیسی ممکن است به روش پسماند یا مداوم یا روش تر یا خشک انجام گیرد روش ماگناگلو که به وسیله کمپانی ماگنا فلاکس ابداع شده ترکیبی ازازمون های مختلف مغناطیسی است. در این روش مایع مخلوط با ذرات مغناطیسی فلورسنت به روی قطعه کار مغناطیسی شده زده شده،سپس قطعه کار در محل تاریک بازرسی می شود ونشان های عیوب (به علت وجود ماده فلورسنت)خیلی روشن ظاهر می شود.

اسلاید 21: MAGNATIC Testروش ماگناگلو

اسلاید 22: MAGNATIC Testبرای آگاهی از وجود تمام عیوب ، جریان مغناطیسی باید عمود بر عیوب باشد معمولاً لازم است قطعه را بیش از یکبار مغناطیس نمائیم. برای قطعات به اشکال نسبتاً ساده اینکار به این ترتیب عملی می شود که برای تعیین عیوب طولی قطعه ، نخست میدان مغناطیسی دوار در آن القا شده و سپس قطعه مغناطیس زدائی و با استفاده از جریان حلقوی و ایجاد میدان طولی در آن ، عیوب غیرطولی آن نیز آشکار سازی می شود.

اسلاید 23: MAGNATIC Testبرای مغناطیسی کردن طولی می توان قطعه را در داخل سیم پیچی که بایک جریان الکتریکی تحریک شده طوری قرار داد که محور قطعه موازی محور سیم پیچ باشد،در این صورت میدان مغناطیسی به موازات محور طولی قطعه کار خواهد بود.

اسلاید 24: MAGNATIC Testدر حالت مغناطیسی کردن دایروی،همچنان که در شکل زیر نشان داده می شود،با عبور جریان الکتریسیته در طول محور قطعه کار،به سادگی یک میدان مغناطیسی عمود بر محور قطعه تولید می شود.

اسلاید 25: MAGNATIC Testميدان مغناطيسی بطور طبيعی در سطح وزيرسطح  فضای پيرامون جاری می شوداگر در سطح و زیر سطح پيرامون ، درجهت غیر موازی بر امتداد انتشار خطوط مغناطيسی ، ناپيوستگی وجود داشته باشد به دليل اثر پوسته ٬ نشت ميدان مغناطيسی  ، دو سطح با قطب های غیر همنام می باشند اين نشتی به شکل پل مغناطیسی در محل ناپيوستگی بوجود می آید .

اسلاید 26: MAGNATIC Testاگر ذرات مغناطیسی روی چنين سطحی پاشيده شود جذب ميدان نشتی پل مغناطيسی در محل ناپيوستگی خواهد شد و آن را قابل رويت می کند .

اسلاید 27: MAGNATIC Testقابلیت آزمون ذرات مغناطیسی ، برای عیب یابی ، بستگی به جهت عیوب نسبت به میدان القاء شده در قطعه  داشته، و در حالیکه عیب عمود بر امتداد میدان باشد از بیشترین کارآئی برخوردار خواهد بود. این مسئله در شکل زیر نشان داده شده است

اسلاید 28: MAGNATIC Testاز همۀ جریان های مستقیم،متناوب ومتناوب یکسو شده می توان برای مغناطیس کردن استفاده کرد.برای ردیابی ترکهایی که به سطح قطعه نمی رسند،جریان مستقیم حساس تر از جریان متناوب است.جریان متناوب بریدگی هایی را که به سطح قطعه می رسند ردیابی می کند وهنگامی به کار می رود که فقط ردیابی این نوع معایب مدّ نظر است.هنگام یکسو کردن ،جریان متناوب میدان مغناطیسی نافذ تری تولید میکند تعیین نشت فلوی مغناطیسی در آزمایش ذرات مغناطیسی به عوامل زیر بستگی دارد:-1انـدازه عیوب         -2شکل عیوب         -3حجم عیوب           -4جهـت عیوب-5فاصـله عیب تا سطح قطعه کار  -6نفوذپذیری

اسلاید 29: MAGNATIC Testفلوی مغناطیسی :          مجموعه کل خطوط مغناطیسی موجود در یک میدان مغناطیسی را بنام فلوی مغناطیسی می نامیم.

اسلاید 30: MAGNATIC Testروش های معمول مغناطیس کردن

اسلاید 31: MAGNATIC Testمقایسه ی پراد با یوک

اسلاید 32: MAGNATIC Testمقایسه ی پراد با یوک

اسلاید 33: MAGNATIC Testتمام قطعات ماشین که برای بازرسی مغناطیسی می شوند باید بعدا تحت عمل مغناطیس زدایی قرارگیرند. اگراین قطعات مغناطیس زدایی نشوند براده ها وتراشه هاوسایر ذرات فولادی را به خود جذب کرده موجب خراش یاتاقان هاوسایر قطعات موتور می شوند.تشخیص قطعاتی که مغناطیس زدایی نشده اندمعمولابا قراردادن یک قطب نما روی میز مونتاژانجام می گیرد.برای مغناطیس زدایی ابتدا جریان را بر قرار می کنیم بعد شدت آن را کم می کنیم.

اسلاید 34: Ultrasonic Test34

اسلاید 35:    در اين روش ( بازرسي فراصوتي ) از امواج فراصوتي براي آشکارسازي عيوب و تعيين محل آنها استفاده مي شود. فرکانسهايي که معمولاً در بازرسي فراصوتي مورد استفاده قرار مي گیرد.در محدوده 0.5-25 مگا هرتز قرار دارند. امواج فراصوتي خصوصياتي مانند نور مرئي دارند و مي توانند بازتابيده، متمرکز و شکسته شوند. اين امواج هنگام عبور از سطح مشترک بين دو محيط بازتابيده مي شود. و اين ويژگي اساس بازرسي فراصوتي است. به طوري که در صورت وجود هرگونه ناپيوستگي در قطعه، بخشي از امواج فراصوتي بازتابيده شده و با بررسي میتوان به‎ محل ناپيوستگيهاي پي برد . امواج فراصوتي توسط مواد بلورين که داراي خاصيت پيزو الکتريکي هستند توليد مي شود. بازتاب امواج در فصل مشترک هوا- فلز عملاً 100 درصد است. و براي انجام بازرسي بايد فاصله هوايي بين فلز و پروب پر شود. و برای این منظور می توان از گریس وریکا و روغن استفاده کرد.معمولاً براي بازرسي قطعات فلزي از فرکانسهايي با گستره 10-20 مگا هرتز وبرای مواد پلیمری 2-5 مگاهرتز استفاده می شود. حالتهاي مختلفي از موج مانند موج طولي يا فشاري، موج عرضي يا برشي و موح سطحي يا ريلي وجود دارد. در يک محيط جامد، هر سه نوع موج طولي، عرضي و سطحي مي تواند انتشار یابد. ليکن در مايعات و گازها به علت عدم وجود صلبيت لازم، امواج عرضي و سطحي نمي تواند وجود داشته باشد. ‎ ‎‎‎‎‎‎‎35Ultrasonic Test

اسلاید 36: پروبهاي مورد استفاده در اين روش در دو نوع عمودي و زاويه ای موجود است. پروب نوع عمودي براي فرستادن موج فشاري تحت زاويه 90 درجه نسبت به سطح استفاده مي شود. از پروبهاي زاويه ای برای فرستادن موجهای برشی یا ریلی استفاده می شود.پروب عمودی:پروب زاویه ای:‎‎ ‎‎36Ultrasonic Test

اسلاید 37: روش انجام بازرسي به دو دسته بازتابي و عبوري تقسيم مي شود. در روش بازتابي، امواج فراصوتي از يک سطح و توسط يک پروب به درون قطعه تابيده شده و دريافت امواج بازتابيده شده نيز توسط همان پروب انجام مي گیرد.شناسايي عيوب به وسيله روش بازتابي در روش عبوري ارسال امواج توسط يک پروب در يک سوي قطعه و دريافت آن توسط پروب ديگري در طرف ديگر قطعه انجام مي شود. لزوم دسترسي به دو سطح قطعه و عدم توانايي تعيين فاصله عيوب از پروب از عيوب عمده اين روش است. اين روش در شکل زیر نشان داده شده است .  ‎‎‎37Ultrasonic Test

اسلاید 38: براي بازرسي سطح قطعه نيز ميتوان‎با استفاده از روش بازتابي و ايجاد امواج سطحي عيوب را آشکارسازي نمود. نحوه آشکارسازي عيوب سطحي توسط اين روش در شکل زیر قابل مشاهده است .استفاده از امواج سطحي براي شناسايي عيوب سطحي 38Ultrasonic Test

اسلاید 39: 39Ultrasonic Testمزایا : 2-مکان دقیق عیب را نمایش میدهد. 1-این روش متداول ترین آزمون است . 3- کلیه عیوب (سطحی وزیر سطحی) را به راحتی نمایش میدهد . 5- قابلیت اتصال به کامپیوتر وپرینتر را دارد . 6- درکلیه مناطق قابل استفاده است.7- بلافاصله نتایج آزمون مشخص میگردد. 8-آلودگی زیست محیطی ندارد .LOF&LOP-4را به راحتی نمایش میدهد . 9-برای انسان خطر آفرین نیست. معایب : 1- اپراتور به تخصص بالایی نیز دارد . 2- در تشخیص عیوب بزرگ مشکل دارد(بزرگتر از پراب). گران است.PT , m t3-نسب به  

اسلاید 40: رادیوگرافی فلزات ممکن است به وسیله استفاده از اشعه ایکس یا اشعه گاما باطول موج کوتاه،که قادرهستند تا ضخامت های نسبتآ زیاد درداخل فلزات نفوذ کنند انجام گیرد.اشعه گاما را میتوان ازیک ماده رادیواکتیوطبیعی از قبیل رادیوم یا یک ایزوتوپ رادیواکتیو مانندکوبالت 60 بدست آورد. تششع گاما نافذتر از اشعه ایکس است،اما حساسیت کمتر،کاربرد آن را محدود می سازد وراهی وجود ندارد که منبع را بتوان برای تغییرات یا اختلاف ضخامت تنظیم کرد ،بنابراین در اشعه گاما معمولا مدت تابش دهی بیشتراز اشعه ایکس مورد نیاز است.اشعه ایکس از بمباران فلزات به وسیله یک جریان سریع الکترونها تولید می شود(نا پایدار کردن الکترونهای یک شبکه).هنگامی که الکترونهای شبکه می خواهند پایدار شوند،قسمتی ازانرژی جنبشی آنها به انرژی تششعی یا اشعه ایکس تبدیل می شوند.اشعه ی ایکس فیلم را طوری تاریک می کند که نواحی با چگالی کمتر که به آسانی اشعه را از خود عبور می دهند در مقایسه با نواحی پر چگالی جسم که اغلب تشعشع را جذب می کنند روی نگاتیو تیره تر ظاهر شوند در نتیجه یک سوراخ یا ترک به عنوان یک ناحیه ی تاریک روی فیلم ظاهر می شود شکل( الف).حداکثر تا 75 میلی متر را می تواند با این روش تست نمود .توجه : در هنگام پرتو نگاری نباید به محل اجرای تست نزدیک شود و تا چند ساعت پس از پرتو نگاری از ورود افراد به محل تست بایستی جلو گیری کرد.Radiographic Test40

اسلاید 41: شکل (الف):Radiographic Test41

اسلاید 42: شماتیک نحوه ی انجام چند تست Radiographic Test42

اسلاید 43: رادیوگرافی فلزات درحالی که اساسا برای بازرسی قطعات ریختگی وتولیدات جوشکاری شده بکار میرود،می تواند برای اندازه گیری ضخامت مواد نیز کاربرد داشته باشد.شکل (ب).شکل شاتیک یک ضخامت سنج تششعی ساده را نشان میدهد.تششع چشمه تحت تاثیر ماده مورد آزمایش قرار میگیرد.با افزایش ضخامت شدت تششعی که به کاشف می رسد کاهش می یابد اگر حساسیت کاشف به ضخامت های معلوم مدرّج شود،درجه های کاشف را می توان برای نشان دادن ضخامت ماده مورد بازرسی به کار برد.بایک مدار فیدبک مناسب،کاشف را میتوان برای کنترل ضخامت درمحدوده های از پیش تعیین شده به کار گرفت.شکل (ب):Radiographic Test43

اسلاید 44: مزایا این روش: 1- این روش میتواند وجود,اندازه ومکان عیب را مشخص کند. 2- مدارک قابل مستند دارد. 3- عیوب با هر اندازهای را نمایش می دهد . 4- به آماده سازی اولیه زیادی نیاز ندارد .معایب این روش: 1- بسیار گران است . 2- برای موجودات ضرر دارد . 3- نتیجه آزمایش مد تی طول می کشد (عکسبرداری , ظهور , ثبوت , تفسیر ). 4- نیاز به تخصص دارد . 5- احتمال سوختن و خراب شدن فیلم وجود دارد . می باشد.X , y 6- قابلیت تشخیص عیب فقط در راستای7- هزینه مواد اولیه بالاست . Radiographic Test44

اسلاید 45: Radiographic Test:RTتست با 45

اسلاید 46: 46مقایسه ی موارد استفاده و محل مورد استفاده روش های بازرسی

اسلاید 47: 47مقایسه ی مزایا و معایب روش های بازرسی

اسلاید 48: 48مقایسه ی مزایا و معایب روش های بازرسی

اسلاید 49: سختی مقاومت سطح جسم در برابر فرو رفتن یک جسم خارجی . در آزمایش های تعیین عدد سختی، معمولا مقاومت در مقابل تغییر شکل پلاستیکی چندین لایه اتمی نزدیک به سطح نمونه، مورد اندازه گیری قرار می گیرد.سختی به عنوان یکی از خواص اساسی یک ماده محسوب نمی گردد و صرفا جهت مقایسه مواد مختلف با همدیگر و یا مقایسه عملیات حرارتی یا مکانیکی صورت گرفته روی یک ماده به کار می رود.سختیHardness Test49

اسلاید 50: Hardness Test50

اسلاید 51: روش های سختی سنجی51

اسلاید 52: در این روش سختی سنجی ، تعیین سختی در حجم های کوچک میکروسکپی یک ماده امکان پذیر است لذا دانه های تشکیل دهنده یک ماده به طور مستقل و جداگانه قابل اندازه گیری هستند. در این آزمایش ، سختی یک ماده بر اساس مقاومت در مقابل تغییر شکل پلاستیکی حجمی از آن ماده که از تعداد متعددی حجم های کوچکتر (دانه ها) تشکیل گردیده است ، انجام می گیرد.روشماکروروشمیکروHardness Test52

اسلاید 53: سختی شر یا اسکلروسکوپHardness Test53

اسلاید 54: سختی شر یا اسکلروسکوپآزمایش بیش تر روی مواد پلاستیکی و نایلونی انجام می شود و بعد از برداشتن نیروبه حالت اولیه بر می گردد.در آزمایش سختی به روش شُر سختی براساس مقدار بازگشت چکشی است که یک فرو شونده الماسی نوک تیز در انتهای آن قرار گرفته و از ارتفاع معین استاندارد شده‌ای (حدود mm250) به طور عمود بر سطح قطعه مورد آزمایش رها می‌شود. بدین جهت به سختی الاستیکی یا سختی ارتجاعی (برگشتی) هم معروف است. ارتفاع برگشت از روی صفحه مدرجی که به 100 قسمت درجه‌بندی شده خوانده می‌شود. یکی از مزایای دستگاه شُر قابلیت حمل و نقل آن است که میتواند به راحتی برای تعیین سختی قطعات بزرگ مانند غلتکها، چرخ دنده‌ها و از این قبیل در محل کار استفاده می‌شود.هرچه ماده نرمتر باشد تغییر شکل ناشی از ضربه چکش بر آن بزرگتر و انرژی کمتری برای بازگشت باقی خواهد ماند.Hardness Test54

اسلاید 55: سختی برینلHardness Test55

اسلاید 56: در این آزمایش از یک ساچمه فولادی سخت شده به قطر D به عنوان فرو شونده استفاده می‌شود که با نیروی F به آرامی و به طور یکنواخت (بدون ضربه) بر سطح صیقلی شده قطعه مورد آزمایش به صورت عمودی فشار داده خواهد شد. پس از حذف نیرو و برداشتن ساچمه از روی قطعه ابتدا مقدار تغییر شکل الاستیکی بازگشت کرده و تغییر شکل پلاستیکی به صورت حفره‌ای به قطر d و عمق t در سطح قطعه مورد آزمایش بر جای باقی می‌ماند و قطر اثرایجاد شده توسط میکروسکپ اندازه‌گیری می شود. نمای اثر سختی برینل بر روی سطح جسمسختی برینلHardness Test56

اسلاید 57: در مورد فلزات آهنی بار به مدت حداقل 10sوبرای فلزات غیر آهنی به مدت 45sاعمال میشود. عدد سختی برینل اندازه گیری شده با ساچمه ی استاندارد را می توان حداکثر به حدود500HB رساند که در صورت بیش تر بودن سختی نمونه از مقدار 500HBخود ساچمه متحمل تغییر فرم پلاستیک شده ونتیجه ی حاصل دقیق نخواهد بود.که این حد بالای سختی را می توان با استفاده از ساچمه کاربید تنگستن (به جای فولاد سخت شده) به مقدار650HBرساند. سختی برینلHardness Test57قبل از آزمایش ساجمه باید تست شود.

اسلاید 58: سختی برینلHardness Test58

اسلاید 59: اندازه سختی به بار اعمالی و اندازه اثر بستگی دارد. دراندازه ی اثر دو قطر عمود بر هم را بوسیله میکروسکپ مدرج اندازه گیری نموده و اندازه متوسط را به دست می آوریم. از جداول مخصوص اندازه سختی به دست می آید.در میکروسکپ های پیشرفته اندازه گیری ها مستقیما به صورت اتوماتیک به عدد سختی تبدیل می شود.سختی برینلHardness Test59

اسلاید 60: عدد سختی برینل بر اساس نسبت بار وارده بر فرو رونده بر حسب کیلوگرم به مساحت سطح عرق چین بر حسب متر مربع به صورت مقابل محاسبه می شود:با محاسبه مساحت سطح اثر بر حسب قطر گلوله فولادی فرو رونده (D) و قطر اثر (d) عدد سختی از فرمول زیر به دست می آید:سختی برینلBHN= F/ABHN= F /[(ЛD/2)(D-√D2-d2)]Hardness Test60

اسلاید 61: عدد سختی برینل اگر با علامت BHN بدون اعداد ضمیمه نشان داده شود بیانگر شرایط آزمایش استاندارد با به کار بردن ساچمه فولادی به قطر 10 میلیمتر تحت بار 3000 کیلوگرم و با مدت زمان اعمال بار 10 تا 15 ثانیه است.در شرایط غیر استاندارد علامت عدد سختی برینل برای مثال به صورت 75BHN10/500/30 که نشان دهنده عدد سختی برینلی معادل 75 کیلوگرم بر میلیمتر مکعب که با گلوله ای به قطر 10 میلیمتر، تحت باری به وزن 500 کیلوگرم در مدت 30 ثانیه تعیین گردیده است.سختی فرو رونده فولادی بایستی حداقل 1.7 برابر سختی ماده مورد آزمایش باشد.سختی برینلHardness Test61قبل از آزمایش ساجمه باید تست شود.

اسلاید 62: همان طور که در نمودار زیر مشاهده می شود با افزایش درصد کربن در فولادها سختی افزایش می یابد . همچنین از این شکل مشاهده میشود که فاز مارتنزیت در فولادها بیشترین سختی را دارا می باشد. Hardness Testسختی برینل62

اسلاید 63: شرایط در آزمایش سختی سنجی برینلجنس نمونهمدت زمان اعمال بار(sec)ضخامت نمونهt (mm)بار اعمال شده(Kg)نسبتF/D2قطر ساچمهD(mm)BHNتقریبیفولاد چدن نرم10-30t>63<t<6t<33000750187.5301052.5تا 450برنزبرنجآلیاژهای آلومینیم30t>63<t<6t<3100025062.5101052.560-130مس نرمآلومینیم خالصآلیاژهای یاتاقانها45t>63<t<6t<350012531.2551052.535-50سربآلیاژهای سرب60t>63<t<6t<325062.515.52.51052.58-35Hardness Test63

اسلاید 64: در فلزاتی که حین آزمایش کشش تشکیل گلویی میدهند رابطه ای بصورت زیر بین استحکام نهایی و عدد سختی برینل وجود دارد: ϭu =K (BHN)سختی برینلTensile strength , M P aHB numberHardness Test64

اسلاید 65: معایب سختی برینل12345Hardness Test65

اسلاید 66: محاسن سختی برینل1234Hardness Test66

اسلاید 67: سختی ویکرزHardness Test67

اسلاید 68: سختی ویکرزانواع ویکرزHardness Test68

اسلاید 69: این آزمایش در سال 1924 معرفی گردید و مورد استفاده قرار گرفت در این آزمایش از نفوذ یك هرم مربع‌ القاعده و قائم استفاده می‌گردد كه جنس آن از الماس مصنوعی بود و زاویة رأس آن 136 درجه است. این آزمایش اثر كوچكتری روی فلزات باقی گذاشته و ضمناٌ برای فلزات نرم مناسب‌تر می‌باشد. در آزمایش برنیل چون اثر نیروی وارده شكل گلوله نیز بطور الاستیك تغییر می‌نمود لذا شكل ایجاد شده با نیروی وارده بستگی داشته و از این رو نسبت P/D²  حائز اهمیت بود. اما چون در این آزمایش هرم كوچك الماس تغییر شكل نمی‌دهد و شكل ایجاد شده در نمونة آزمایشی بستگی به نیروی وارده نداشته و از این رو جوابهای بدست ‎آمده دقیق‌تر و قابل تشخیص‌تر است. مثلاٌ سختی ویكرز 600 دو برابر سختی ویكرز 300 است ولی در آزمایش برنیل این مقیاس و تناسب برقرار نیست و ورقهای نازك به روش برنیل حق تقدم دارند .سختی ویکرزHardness Test69

اسلاید 70: در این آزمایش با بدست آوردن دو قطر ، می توانیم میانگین آنها را محاسبه کنیم و با استفاده از جداول موجود ، سختی قطعه را استخراج می کنیم . ابعاد اثر ایجاد شده توسط میکروسکپ اندازه گیری می شود.واز رابطه ی زیر حاسبه می شود.درمواردی که شکل هرم به طور کامل روی سطح قطعه ایجاد نمیشود قطر بزرگتر را انتخاب میکنیم. HVN=1.8544(F/d2)سختی ویکرزHardness Test70

اسلاید 71: این روش در تعیین سختی نمونه های کوچک، بسیار سخت و لایه های سطحی نمونه های پوسته سختی از قبیل فولادهای کربوریزه شده، نیتریده شده و ... که دارای سختی سطحی بسیار بالایی هستند به کار می روند. سختی ویکرزHardness Test71

اسلاید 72: سختی ویکرزHardness Test72

اسلاید 73: Hardness Testسختی راکول73

اسلاید 74: سختی راکول (به انگلیسی: Rockwell Hardness) یکی از معیارهای سختی است که بر اساس مقاومت مواد در برابر فرورونده با اعمال بار بزرگتر در مقایسه با بار اولیه سختی آنها را تعیین می‌کند. معیارهای مختلفی برای این سختی وجود دارد که هرکدام توسط یک حرف انگلیسی نشان داده می‌شود. این روش سختی‌سنجی توسط استنلی راکول در ۱۹۱۹ ابداع شد.در اندازه گیری سختی به روش راکول از فروشوندهء مخروطی شکل الماسی با زاویهء 120 درجه به عنوان مثال راکول C و یا یک ساچمه فولادی سخت شده به عنوان مثال راکول B استفاده میشود.در روش راکول عمق فرو رفتگی که در اثر وارد آوردن نیروی مشخصی بر روی نمونه ایجاد شده اندازه گیری میشود و از آن بعنوان مقیاسی برای تعیین سختی راکول استفاده میگردد.Hardness Testسختی راکول74

اسلاید 75: Hardness Testجدول 1 برای مقیاس های راکول معمولی75به طور کلی دو نوع سختی راکول وجود دارد .که نوع معمولی آن معمولا برای مقاطع نسبتا ضخیم ونوع سطحی آن برای مقاطع نازک به کار می رود.در جداول 1 و 2 مقیاس وشکل فرورونده ونیز مقدار بار اعمالی در هر مقیاس به ترتیب برای راکول معمولی وسطحی نشان داده شده است.

اسلاید 76: جدول 2 برای مقیاس های راکول سطحیHardness Test76

اسلاید 77: در هنگام نوشتن گزارش، همیشه باید عدد سختی راکول را همراه با تعیین نوع ترکیب نیروی اصلی و شکل فرو شونده ذکر کرد. مثال: HR+ Symbol+عدد (80HRC).برای اندازه‌گیری نمونه‌های نازکتر از 1.5 میلیمتر و سطوح ناصاف و یا غیر یکنواخت مانند چدن خاکستری، نمی‌توان دستگاه راکول استاندارد شده را به کار برد و بدین جهت برای آنها آزمایش راکول سطحی را به کار می‌برند. در این آزمایش نیروهای اولیه و اصلی کمتر بوده (بار اولیه یک نیروی 3 تا 5 کیلوگرمی و بار اصلی یک نیروی 15 تا 45 کیلوگرمی است) و چون فرورفتگی ناچیز است این روش برای صفحات نازک فلزی و یا اندازه‌گیری سختی سطحی فولادی که به وسیله عملیات حرارتی از قبیل کربن دهی، ازت یا نیتروژن دهی و کربونیتریده شده مناسب است. Hardness Testسختی راکول77

اسلاید 78: Hardness Testمشخصات سه مقیاس مهم سختی سنجی راکول78

اسلاید 79: برخلاف اعداد سختی سنجی برنیل و ویکرز که واحد کیلوگرم بر سانتیمتر مربع دارنداعداد سختی راکول کاملا اختیاری هستند. در قطعات سخت زمان را کم حساب می کنیم چون زمان بیشتر نوک فرورونده را خراب می کند.در قطعات نرم زمان را زیاد حساب می کنیم چون زمان بیشتر باعث می شود که حالت الاستیک به وجود نیاید.اگر هنگام آزمایش جنس قطععه را ندانیم از راکول Aاستفاده می کنیم.در این روش محدوده ی 0الی15و75الی100محدوده ی ممنوعه است یعنی اگر بعد از برداشتن نیروی ثانویه عقربه محدوده ی ممنوعه را نشان دهد با این روش قابل سختی سنجی نیست.راکولA,B, C بیش ترین کاربرد را دارند.معمولا مدت زمان اعمال بار ثانویه در HRA=20sودرHRB=30sودر HRC=10sاست.آزمایش باید حد اقل 5 بار در مکان های مختلف جسم تکرار شود اما دو ازمایش سختی باید یک حداقل فاصه مکانی از هم داشته باشند به عبارت دیگرانجام دو ازمایش سختی در کنار هم باعث ایجاد خطا می شود.Hardness Testسختی راکول79

اسلاید 80: Hardness Test80

اسلاید 81: Hardness Testمزایای راکولسختی راکول81

اسلاید 82: Hardness Testمیکرو سختی سنجی82

اسلاید 83: متاسفانه این اصطلاح گویا نیست چون میتوان آن را به معنی آزمون سختی های ضعیف تصور کرد.در حالیکه معنی واقعی آن استفاده از فرو رفتگی های کوچک است. بارهای مورد استفاده نیز مابین 1تا 1000گرم می باشد.این روش از بارهای سبک برای ایجاد فرو رفتگی های بسیار کوچک (به اندازه میکرو) استفاده میکند. دو نوع فرورونده برای میکرو سختی سنجی وجود دارد .یکی هرم مربع القاعده ویکرز با زاویه راس 136 درجه که قبلا توضیح داده شده و دیگری فرو رونده الماسی دراز شده نوپ (شکل AوB).Hardness Testمیکرو سختی سنجی83

اسلاید 84: میکرو سختی سنجیHardness Testشکل Aهرم الماسی مربع القاعده ویکرز با زاویه راس 136 درجه واثر به جای مانده از آن84

اسلاید 85: میکرو سختی سنجیشکل B فرو رونده الماسی دراز شده نوپ واثر به جای مانده از آنHardness Test85

اسلاید 86: فرورونده ی نوپ الماس سنگ خورده ای به شکل هرم است که نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک قاعده آن7به1 است.در این روش از یک میکروسکوپ برای ایجاد فرو رفتگی در موقیت مناسب در میکرو ساختار ونیز مشاهده ی قطر اثر بجای مانده استفاده میشود. عدد سختی نوپ از تقسیم بار بر سطح مقطع بدست می آید.جداولی برای تبدیل اندازه ی قطر به عدد سختی نوپ وجود دارد.همچنین می توان از رابطه ی زیر استفاده نمود:میکرو سختی سنجیHardness Test86

اسلاید 87: شکل زیر اثر بجای مانده از آزمون میکرو سختی سنجی بر روی فولاد فریتی پرلیتی 1144 را نشان می دهد.همان طور که از شکل زیر نمایان است فاز فریت نرم تر از فاز پرلیت موجود در میکرو ساختار این فولاد است.Hardness Testمیکرو سختی سنجی87

اسلاید 88: مقایسه ی اثر ایجاد شده از فرو رونده ی ویکرز ونوپ تحت بار های مختلفHardness Testمیکرو سختی سنجی88

اسلاید 89: Hardness Testمیکرو سختی سنجیمقایسه ی شکل شماتیک اثر ایجاد شده از فرو رونده ی ویکرز ونوپ89

اسلاید 90: Hardness Test90

اسلاید 91: مقایسه ی نمونه ای از اعداد سختی با یکدیگرHardness Test91

اسلاید 92: مقایسه ی نمونه ای از اعداد سختی با یکدیگرHardness Test92

اسلاید 93: اين آزمون که در سال 1822 توسط زمين شناس-کاني شناس معروف آلماني کارل فريدريخ کريستين موهس (Friedrich Mohs) (زادة 29 ژانويه 1773 در گِرنرود Gernrode آلمان – فوت 29 سپتامبر 1839 در آگوردو Agordo ايتاليا) توسعه داده شد، مقاومت خراشي نسبي ده کاني متداول را مقايسه ميکند. اگر کانی توسط يکي از کانيهاي اين ليست خراشيده شود، از آن کاني نرمتر است. کانیها با آزمايش کردن آنها در مقابل کانيهائي که به طور فزاينده از عدد يک (تالک) تا ده (الماس) سختـتر ميشوند، مورد ارزيابي قرار ميگيرند. جدول سختي خراش موهس همراه با کانيهاي متناظر با عدد سختي در شکل زير آورده شده است.Hardness Testسختی خراشی93

اسلاید 94: Hardness Testشيشه و چاقوي فولادي سختي 5/5 در مقياس موهس دارند که همراه با عدد سختي ناخن در جدول زير درج شده اند.سختی خراشی94

اسلاید 95: بنابراین مطابق این جدول هر سنگ معدنی قادر به خراش دادن به سنگ معدن با درجه سختی کمتر است. با این روش میتوان درجه سختی مو(moh) را برای هر ماده تعیین کرد. برای مثال سختی شیشه معمولی حدود 5.5و سختی فولاد سخت حدود 6.5است، ولی واضح است که این، روش چندان دقیقی نبوده و به منظور کنترل تولید، مناسب نیست. این روش در معدن شناسی ابتدایی برای شناسایی سنگ معدن به کار می‌رود.محدوده درجه‌بندی سختی خراشی بعداً تغییر یافت. بدین صورت که در مقیاس جدید سختی تالک باز هم یک و سختی الماس 15 انتخاب شد و بدین ترتیب محدوده اندازه‌گیری وسیعتر گشت به طوری که اعداد 14 برای کاربید بُر، 13 برای کاربید سیلیسیم، 12 برای کورند، 11 برای زیرکن، 10 برای گارانات، 9 برای توپاس، 8 برای کوارتز، 7 برای شیشه کوارتزی و 6 برای فلدسپات و بقیه همانند درجه‌بندی قبلی انتخاب شد. سختی خراشیHardness Test95

اسلاید 96:  این آزمایش در صنعت به روش ایجاد خراش بین سوهان وقطعه (سختی سوهان) مورد استفاده قرار می گیرد. هنگامی که سوهانی تیز، محکم و آهسته بر سرتا سر سطح قطعه‏ای کشیده شود چنانچه سوهان خراشی بر سطح قطعه ایجاد نکند قطعه را ((سخت سوهان)) می‏گویند. اگر سوهان سطح قطعه را خراش دهد قطعه را نرمتر از سخت سوهان و در صورتی که به سرعت و به آسانی سطح قطعه را برش دهد قطعه را نرم می‏گویند.ایرادهای این آزمایش بر این واقعیت تکیه دارد که سوهان ها یکسان نیستند و به‏ علاوه نحوه کار کارگران هم با یکدیگر تفاوت دارد و از طرف دیگر در این روش نمی‏توان سختی را به صورت اطلاعات عددی ثبت کرد. البته این آزمایش فوایدی هم دارد از جمله آن‏که ارزان، سریع و غیرمخرب است. بازرس ماهر ممکن است حتی فقط از همین یک آزمایش برای رد کردن قطعات نامطلوب استفاده کند و نیاز هم به استفاده از تجهیزات گرانتر و حساستر نداشته باشد.Hardness Testسختی خراشی96