ما هو Rockwell؟
اختبار صلابة روكويل هو طريقة يتم من خلالها قراءة الصلابة مباشرة من مقياس عن طريق قياس عمق المسافة البادئة الدائمة المتبقية بعد تطبيق الحمل الأولي والحمل الرئيسي. يتم استخدام مخروط الماس أو إندينتر الكرة المعدنية الصلبة.
الغرض من Rockwell
والغرض من ذلك هو إجراء التحقق من المعالجة الحرارية ومراقبة جودة الإنتاج المتسلسل من خلال قياس صلابة سريع ومتكرر.
على أي منتجات يُطبَّق Rockwell؟
- أجزاء من الفولاذ المعالج بالحرارة
- السحابات
- المعادن غير الحديدية
- البلاستيك الصلب (مقاييس M وR)
في أي قطاعات يُستخدم Rockwell؟
المواصفات المتعلقة بـ Rockwell
- ISO 6508-1
- أستم E18
شروط Rockwell
- حجم
- تم اختياره حسب المادة؛ HRC (مخروط ماسي، 150 كجم) وHRB (كرة 1.5875 مم، 100 كجم) شائعة
- الحمل الأولي
- 10 كجم قوة (98 نيوتن) في معيار روكويل
- وقت السكن
- تم تحديده في المعيار، عادةً من 1 إلى 5 ثوانٍ
- سطح
- أملس، وخالي من النتوءات، وعمودي على المسافة البادئة
جهاز Rockwell
- آلة اختبار الصلابة روكويل
- مخروط الماس والمسافة البادئة الكرة
- كتل صلابة المرجعية
- سندان دعم العينة
متطلبات العينة لـ Rockwell
- يجب أن يكون سمك على الأقل عشرة أضعاف عمق المسافة البادئة
- يجب أن يكون السطح خاليًا من الأكسيد والشحوم
- يجب أن تكون المسافات البادئة على مسافة من الحافة ومن بعضها البعض المحددة في المعيار
- عموما يتم أخذ ثلاثة قياسات على الأقل
مدة Rockwell
بضع ثوان لكل قياس؛ تمتد المدة إذا كان إعداد السطح مطلوبًا.
إجراء Rockwell
- 1تم التحقق من الجهاز باستخدام الكتل المرجعية.
- 2يتم تحديد المقياس والإيندينتر المناسب للمادة.
- 3العينة تجلس بقوة على السندان.
- 4يتم تطبيق الحمل الأولي متبوعًا بالحمل الرئيسي، ويتم الاحتفاظ به لمدة محددة.
- 5تتم إزالة الحمل الرئيسي وقراءة قيمة الصلابة مباشرة.
- 6يتم تكرار القياس ومتوسطه.
معايير قبول Rockwell
يتم تحديد نطاق القبول في معيار المنتج أو المادة. يتم ذكر النتيجة دائمًا مع المقياس (على سبيل المثال 45 HRC).
تقييم النتائج
يتم تقييم متوسط وتناثر القياسات. تكون النتيجة غير صالحة إذا تم نقل العينة أو كان الدعم غير كاف.
تقرير Rockwell
- تم تطبيق المعيار
- مقياس و إندينتر المستخدمة
- القياسات الفردية والمتوسط
- تحديد العينة
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- معايير المنتج المادي
- مواصفات المعالجة الحرارية
اختبارات البلاستيك — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Rockwell؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تحدد اختبارات البلاستيك السلوك الميكانيكي والحراري وسلوك الاحتراق لمادة بوليمرية. على عكس المعادن، فإن البلاستيك لَزِج مرن: يعتمد سلوكه على سرعة التحميل ودرجة الحرارة والرطوبة. لذلك تعطي المادة نفسها نتائج مختلفة في ظروف مختلفة، وتُعد ظروف الاختبار جزءًا لا ينفصل عن النتيجة.
النتيجة العملية للُّزوجة المرنة هي كالتالي: يستمر الجزء البلاستيكي في التشوه بمرور الوقت تحت حمل ثابت (الزحف)، وينخفض الإجهاد الذي يتحمله عند تشوه ثابت بمرور الوقت (استرخاء الإجهاد). يرتخي وصل ملولب، ويفقد مشبك قوة شده، ويترهل رف بمرور الوقت. لا يُظهر اختبار الشد القصير المدى هذا السلوك؛ بل يلزم اختبار طويل المدى أو نموذج متسارع.
السلوك الحراري هو المحور الرئيسي الثاني. يشير معدل تدفق الانصهار إلى قابلية تشكيل المادة واتساق الدفعات؛ وتعطي درجة حرارة الانحراف الحراري ونقطة تليّن فيكات حدًا تقريبيًا لدرجة حرارة الخدمة. أما التحليل الحراري (DSC وTGA وDMA) فيكشف هوية المادة: درجة حرارة الانتقال الزجاجي، وسلوك الانصهار، والتبلور، ونسبة الحشو، ودرجة حرارة التحلل.
سلوك الاحتراق هو المحور الثالث ويرتبط مباشرة بمعايير المنتج. تُكتب فئة UL 94 ومؤشر الأكسجين الحدّي في نشرة بيانات المادة؛ ويُطلب صنف معين لغلاف جهاز كهربائي، بينما يُطبَّق نظام تصنيف مختلف على منتج إنشائي.
التقادم هو الجزء الأكثر تخطيًا في هذا المجال. تتحلل البلاستيك تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية والحرارة والرطوبة والأكسجين: يتغير اللون، ويتشقق السطح، وتنخفض مقاومة الصدم. بالنسبة لجزء مخصص للاستخدام الخارجي، فإن المهم ليس قيمه في اليوم الأول بل قيمه بعد التقادم. تعمل أجهزة القوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية على تسريع هذا التحلل وإتاحة المقارنة.
تُكتب نتيجة هذه الفئة عادةً في نشرة بيانات المادة، وتشير معايير المنتج إلى تلك النشرة. لكن قد يكون هناك فرق بين قيمة النشرة وسلوك الجزء الفعلي: فالتوجه الناتج أثناء القولبة، وخطوط اللحام، والإجهادات الداخلية تجعل الجزء يتصرف بشكل مختلف عن العينة.
أضاف استخدام المحتوى المعاد تدويره سؤالًا جديدًا إلى هذا المجال. تتفاوت الراتنجات المعاد تدويرها من دفعة إلى أخرى؛ وقد تتغير الخصائص الميكانيكية واللون وسلوك الاحتراق بين الدفعات. لذلك فإن فحص المواد الواردة ليس خيارًا بل ضرورة للمصنّع الذي يستخدم مواد معاد تدويرها.
مجموعات الطرق في هذا المجال
ميكانيكي
الشد، والضغط، والانحناء، وصدمة تشاربي وإيزود، والصلادة (شور)، والزحف، والتشقق الإجهادي البيئي.
حراري
مؤشر تدفق الانصهار (MFI)، درجة حرارة الانحراف الحراري (HDT)، درجة حرارة تليّن فيكات، التمدد الحراري الخطي.
التحليل الحراري
درجات حرارة الانتقال والتبلور بواسطة DSC، والتركيب والتحلل بواسطة TGA، والسلوك الميكانيكي الديناميكي بواسطة DMA.
الاحتراق
تصنيف UL 94، مؤشر الأكسجين الحدّي (LOI)، اختبارات السلك المتوهج ولهب الإبرة.
شيخوخة
التقادم المتسارع بالقوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية، التقادم بالهواء الساخن، الرطوبة والتكاثف.
فيزيائي
الكثافة، امتصاص الماء، محتوى الرماد، نفاذية الغاز وبخار الماء في الأغشية والصفائح.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يمكن تفسير نتيجة اختبار بلاستيك دون تحديد سرعة الاختبار ودرجة حرارته؛ فالسلوك اللَّزِج المرن يعتمد على هذين المعلمين.
- لا تنتقل نتيجة العينة مباشرة إلى الجزء الفعلي؛ فالتوجه الناتج عن القولبة وخطوط اللحام عاملان حاسمان.
- قيم HDT وفيكات ليست درجات حرارة خدمة؛ بل هي إشارة تقريبية إلى حد أعلى ولا تسري تحت الحمل.
- تعتمد فئة UL 94 على السماكة؛ ويتطلب سُمك جدار مختلف إعادة التحقق.
- بالنسبة للبوليمرات الماصة للرطوبة (مثل البولي أميد)، تكون النتائج مضللة ما لم تُجرَ عملية تكييف.
- نتائج ASTM D638 وISO 527 ليست متكافئة بشكل مباشر؛ تختلف هندسة العينة وتعريفات المعدل.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اختيار المواد واعتماد الموردين
- تلبية متطلبات القابلية للاشتعال والمتطلبات الحرارية في معيار المنتج
- التحقق من استخدام المحتوى المعاد تدويره ومراقبة الدفعات
- التحكم في عملية القولبة واتساق الدفعات
- إثبات مقاومة التقادم للاستخدام الخارجي
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Rockwell
لماذا تتم كتابة نتيجة روكويل بالمقياس؟
تستخدم المقاييس المختلفة مسافات بادئة وأحمال مختلفة؛ نفس المادة تعطي رقمًا مختلفًا بمقاييس مختلفة. وبالتالي فإن القيمة تكون ذات معنى فقط مع حرف المقياس.
هل يمكن تطبيق روكويل على صفائح رقيقة؟
هناك حد لسمك روكويل القياسي. يُفضل استخدام طريقة Rockwell السطحية (مثل HR15N) أو طريقة Vickers في المقاطع الرقيقة.