تحويل فيكرز إلى صلابة برينل: دليل عملي

مقدمة لمقاييس الصلابة فيكرز وبرينل

اختبارات الصلابة ضرورية لتقييم متانة وقوة المواد. هناك طريقتان من أكثر الطرق المستخدمة على نطاق واسع لتحديد الصلابة هما اختبارات صلابة فيكرز وبرينل. يقيس كلا المقياسين مقاومة المادة للمسافة البادئة، لكن التقنيات والوحدات تختلف. في كثير من الحالات، يكون من المفيد تحويل قيمة صلابة فيكرز (HV) إلى صلابة برينل (HB) لأغراض المقارنة. سترشدك هذه المقالة خلال عملية تحويل صلابة فيكرز إلى صلابة برينل والعوامل المشاركة في التحويل.

فهم صلابة فيكرز (HV)

يقيس اختبار صلابة فيكرز صلابة المادة من خلال تطبيق قوة معروفة على إندينتر الهرم الماسي وتسجيل حجم المسافة البادئة المتبقية في المادة. يُستخدم مقياس فيكرز على نطاق واسع نظرًا لتعدد استخداماته، حيث يقدم نتائج متسقة عبر مجموعة من المواد، بدءًا من المعادن الناعمة وحتى السيراميك.

صيغة حساب صلابة فيكرز هي:

• الجهد العالي = 1.854 × (F / د²)
• حيث: F هي القوة المطبقة بالكيلوجرام (كجم)، وd هو متوسط ​​الطول القطري للمسافة البادئة بالملليمتر (مم).

فهم صلابة برينل (HB)

يستخدم اختبار صلابة برينل مسافة بادئة أكبر بكثير، عادةً ما تكون كرة من الفولاذ أو الكربيد، لعمل مسافة بادئة في المادة تحت قوة معروفة. ثم يتم قياس قطر المسافة البادئة، ويتم حساب قيمة الصلابة. يُستخدم مقياس برينل بشكل شائع لاختبار المواد ذات الهياكل الخشنة أو غير المتجانسة مثل المسبوكات والمطروقات.

صيغة صلابة برينل هي كما يلي:

• HB = (2F) / (πD(D - √(D² - d²)))
• حيث: F هي القوة المطبقة بالكيلوجرام (كجم)، D هو قطر الكرة بالملليمتر (مم)، وd هو قطر المسافة البادئة بالملليمتر (مم).

فيكرز إلى صيغة تحويل صلابة برينل

في حين أن اختبارات صلابة فيكرز وبرينل مختلفة، إلا أن تحويل صلابة فيكرز (HV) إلى صلابة برينل (HB) يمكن أن يتم من خلال صيغة تقريبية. يكون هذا التحويل مفيدًا عند استخدام مقاييس صلابة مختلفة ولكن هناك حاجة إلى مقارنة مباشرة.

صيغة التحويل التقريبية من صلابة فيكرز إلى صلابة برينل هي:

• HB ≈ 0.95 × HV

توفر هذه الصيغة قيمة صلابة برينل المقدرة من قيمة صلابة فيكرز. ومع ذلك، ضع في اعتبارك أن العلاقة بين المقياسين قد لا تكون دائمًا خطية عبر جميع المواد، لذلك من الأفضل استخدام هذا التقريب في الحالات العامة.

العوامل المؤثرة على التحويل

هناك عدة عوامل تؤثر على دقة تحويل فيكرز إلى برينل. يتضمن ذلك نوع المادة وطريقة الاختبار والظروف المحددة التي يتم بموجبها إجراء اختبارات الصلابة. من المهم مراعاة النقاط التالية:

• خصائص المواد: سيكون للمواد المختلفة سلوكيات مختلفة للمسافة البادئة، مما يؤثر على دقة التحويل.
• شروط الاختبار: يمكن أن تؤثر القوة المطبقة وحجم المسافة البادئة في كلا الاختبارين على النتائج، خاصة مع المواد الأكثر ليونة أو تلك ذات الهياكل الحبيبية غير المستوية.
• تجانس المواد: يعتبر مقياس برينل أكثر ملاءمة لاختبار المواد ذات الهياكل غير المتجانسة، في حين يوفر اختبار فيكرز نتائج أكثر دقة للمواد ذات الخصائص الموحدة.

تطبيقات عملية للتحويل

يتم إجراء تحويل قيم صلابة فيكرز إلى برينل بشكل شائع في الصناعات التي يمكن استخدام كلا الاختبارين فيها، كما هو الحال في علوم المواد والمعادن ومراقبة الجودة في التصنيع. تتضمن بعض تطبيقات التحويل الأكثر شيوعًا ما يلي:

• اختبار المواد: عند مقارنة صلابة المواد التي تم اختبارها باستخدام طرق مختلفة.
• ضبط الجودة: ضمان الاتساق في صلابة المنتج عبر الدفعات باستخدام اختبارات الصلابة المختلفة.
• مواصفات المنتج: عندما تحدد الشركات المصنعة قيم الصلابة، فقد تحتاج إلى التحويل بين مقاييس الصلابة المختلفة بناءً على المعدات المستخدمة.