ما هو صلادة فيكرز؟
في طريقة فيكرز، يتم ضغط هرم ماسي مربع القاعدة على سطح العينة، ويتم حساب الصلابة عن طريق قياس قطري المسافة البادئة الناتجة. نظرًا لأن هندسة المسافة البادئة هي نفسها عبر نطاق التحميل بأكمله، يتم استخدام مقياس واحد من الأحمال المنخفضة جدًا إلى الأحمال العالية.
الغرض من صلادة فيكرز
والغرض من ذلك هو قياس الصلابة في المقاطع الرقيقة والطلاءات والطبقات السطحية المتصلبة ومراحل البنية المجهرية الفردية. يتم اشتقاق خرائط عمق تصلب الهيكل وصلابة اللحام بهذه الطريقة.
على أي منتجات يُطبَّق صلادة فيكرز؟
- الطبقات السطحية المتصلبة وعينات تصلب الحالة
- الطلاءات والأغشية الرقيقة
- منطقة اللحام والمتأثرة بالحرارة
- منتجات الصفائح والأسلاك الرقيقة
- مراحل البنية الدقيقة والحبوب الفردية
في أي قطاعات يُستخدم صلادة فيكرز؟
المواصفات المتعلقة بـ صلادة فيكرز
- ISO 6507-1 (اختبار صلابة فيكرز — طريقة الاختبار)
- ISO 6507-2 (التحقق ومعايرة آلات الاختبار)
- ASTM E384 (صلابة المواد الدقيقة)
- ISO 2639 / ISO 18203 (تحديد عمق تصلب الحالة)
شروط صلادة فيكرز
- المسافة البادئة
- هرم ماسي مربع الشكل بزاوية وجه قدرها 136 درجة
- قوة الاختبار
- يتم تحديده من النطاق الماكرو أو التحميل المنخفض أو النطاق الصغير لكل تطبيق
- وقت السكن
- المدة المحددة في المعيار
- قياس
- يتم قياس قطري المسافة البادئة ومتوسطهما
جهاز صلادة فيكرز
- اختبار فيكرز / الصلابة الدقيقة
- إندينتر الهرم الماسي
- مجهر قياس عالي التكبير أو نظام قراءة المسافة البادئة التلقائي
- معدات تركيب وتلميع العينات
- الكتل المرجعية للصلابة
متطلبات العينة لـ صلادة فيكرز
- لقياس الصلابة الدقيقة، يجب أن تكون العينة مصقولة من الناحية المعدنية.
- يجب ألا يحدث أي تسخين أو تشوه أثناء تحضير السطح.
- بالنسبة لقياسات المقطع العرضي، يجب تركيب العينة مع الحفاظ على الحافة.
- يجب أن تكون المسافات البادئة متباعدة عن بعضها البعض ومن الحافة حسب المسافات المحددة في المعيار.
- بالنسبة لقياسات الطلاء، يحدد سمك الطلاء الحمولة المراد تحديدها.
مدة صلادة فيكرز
يستغرق القياس الواحد دقائق. إذا كان ملف تعريف الصلابة أو الخريطة مطلوبًا، فيمكن أن تمتد المدة إلى ساعات اعتمادًا على عدد المسافات البادئة؛ الأنظمة الآلية تختصر هذا بشكل ملحوظ.
إجراء صلادة فيكرز
- 1العينة مقسمة ومثبتة ومصقولة.
- 2يتم اختيار قوة الاختبار المناسبة للتطبيق.
- 3تم التحقق من الجهاز باستخدام كتلة مرجعية.
- 4يتم ضغط المسافة البادئة على السطح بقوة محددة ويتم الاحتفاظ بها لفترة السكون.
- 5تتم إزالة القوة ويتم قياس المسافة البادئة القطرية.
- 6يتم حساب قيمة الصلابة.
- 7إذا كان ملف التعريف مطلوبًا، يتم ترتيب المسافات البادئة على فترات زمنية محددة.
معايير قبول صلادة فيكرز
يحدد معيار الطريقة كيفية إجراء الاختبار، وليس ما يجب أن تكون عليه النتيجة. يأتي حد القبول من معيار المواد أو مواصفات المنتج أو الرسم الفني للعميل؛ وبالتالي فإن هذه الصفحة لا تعطي أي حد رقمي.
تقييم النتائج
يتم الإبلاغ عن النتيجة مع الإشارة إلى القوة المستخدمة (على سبيل المثال HV 10). في تقييمات عمق تصلب الحالة، يتم تفسير منحنى المظهر الجانبي عند العمق حيث يتقاطع مع قيمة الصلابة المحددة التي يحددها معيار المادة.
تقرير صلادة فيكرز
- تحديد العينة ونوع المادة ورقم الدفعة/الصب، إن وجد
- هندسة العينة وأبعادها وطريقة تحضيرها
- تطبق الشروط القياسية والاختبارية
- اختبار درجة الحرارة والظروف المحيطة
- القيم المقاسة والكميات المحسوبة
- صور سطح الكسر أو المسافة البادئة (حيثما ينطبق ذلك)
- عدم اليقين في القياس (إذا طلب ذلك)
- إقرار بأن النتيجة تنطبق فقط على العينة المقدمة للاختبار
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
- EN 10204 (وثائق التفتيش للمنتجات المعدنية)
- الاتحاد الأوروبي 305/2011 لائحة منتجات البناء (للمنتجات المستخدمة في البناء)
- يتم تطبيق المعايير المنسقة وفقًا لعائلة المنتجات
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار صلادة فيكرز؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس الاختبارات الميكانيكية كيفية تصرف مادة أو قطعة تحت القوة. وتمتد العائلة من الحمل الساكن (الشد والانضغاط والانحناء) إلى السلوك المرتبط بالزمن (الإجهاد والزحف)، ومن الصلادة والتآكل إلى متانة الكسر.
القاسم المشترك بين هذه الاختبارات هو أن النتيجة تُبلَّغ كخاصية للمادة. فمقاومة الخضوع أو الصلادة ليست قرار مطابقة؛ بل بيانات رقمية سيقارن بها التصميم ومعيار المنتج. لذا تكون تقارير الاختبار الميكانيكي عادة مدخلًا لقرار هندسي لا لاعتماد منتج — اختيار المادة، معامل الأمان، تقدير العمر.
التمييز بين السلوك الساكن والديناميكي هو مفتاح فهم هذا الميدان. فقد تبدو قطعة غير مجهدة تمامًا تحت حمل ساكن لكنها تنكسر تحت حمل متكرر؛ ويحدث كسر الإجهاد عند إجهادات أقل بكثير من مقاومة الخضوع ودون سابق إنذار. لذا لا يكفي اختبار الشد وحده كدليل للقطع الدوارة أو المهتزة أو الخاضعة لحمل دوري.
تحدد ظروف الاختبار النتيجة، وهذا أمر حاسم لوضوح التقرير: هندسة العينة وسرعة التحميل ودرجة الحرارة والتكييف وترتيب القبض. وتعطي المادة نفسها قيمًا مختلفة في ظروف مختلفة. وفي اللدائن يكون تأثير السرعة واضحًا جدًا، وفي المعادن تأثير درجة الحرارة؛ أما في المركبات فيغيّر اتجاه العينة النتيجة تمامًا.
الصلادة هي القياس الأكثر إساءة استخدام في هذا الميدان. ونظرًا لكونها سريعة وشبه غير متلفة ورخيصة، تُستخدم غالبًا بدلًا من المقاومة. وتوجد جداول تحويل من الصلادة إلى المقاومة لكنها تقريبية وتعتمد على فئة المادة؛ واستخدامها كدليل وحيد في قبول المواد خطأ.
يتطلب جانب ميكانيكا الكسر كفاءة خاصة. وتتيح قياسات متانة الكسر ومعدل نمو تشقق الإجهاد حساب المدة التي ستصمد فيها بنية متشققة؛ وهي أساس تصميم تحمل الضرر في مجالات مثل معدات الضغط وهياكل الطائرات وخطوط الأنابيب.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الساكنة
الشد والانضغاط والانحناء والقص والالتواء. وتُستخرج مقاومة الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة ومعامل المرونة.
اختبارات الصدم
صدم شاربي وإيزود المُشقوق؛ ويُحدَّد سلوك انتقال المادة من الهش إلى المطاوع بحسب درجة الحرارة.
صلابة
برينل وفيكرز وروكويل وشور والصلادة الدقيقة. وهي مفيدة لعمق المعالجة السطحية والاختلافات المحلية في المقاومة.
الإجهاد (كلال)
إجهاد محوري مضبوط بالقوة والانفعال، إجهاد الانحناء؛ منحنيات S-N وحد التحمل.
الزحف واسترخاء الإجهاد
السلوك تحت الحمل طويل الأمد عند درجة حرارة عالية؛ وهو حاسم في مواد الغلايات والتوربينات ومعدات الضغط.
ميكانيكا الكسر
متانة الكسر بالانفعال المستوي والتكامل J وCTOD ومعدل نمو تشقق الإجهاد.
التآكل والاحتكاك
تآكل تابر والأسطوانة الدوارة، وقياسات معامل الاحتكاك.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- حساب المقاومة من الصلادة تقريبي؛ ولا يمكن استخدامه كدليل وحيد في قبول المواد.
- لا تُثبت المقاومة الساكنة الكافية مقاومة الإجهاد؛ وتتطلب القطعة الخاضعة لحمل دوري اختبارًا منفصلًا.
- إذا لم يُذكر معدل الاختبار ودرجة الحرارة، فلا يمكن مقارنة النتيجة — خصوصًا في البوليمرات والمواد المركبة.
- قد لا تعطي عينة الاختبار والجزء الفعلي القيمة نفسها؛ فاتجاه القولبة وخطوط اللحام والاختلافات في المعالجة السطحية كلها لها تأثير.
- قيمة المقاومة المذكورة لمادة مركبة دون تحديد اتجاه العينة لا معنى لها.
- تقيس نظيرتا ASTM وISO الكمية نفسها لكنهما تستخدمان هندسة عينة مختلفة؛ ولا تُعامل النتائج على أنها متكافئة تمامًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من التصميم واختيار المواد
- فحص المواد الواردة واعتماد المورد
- تلبية المتطلبات الميكانيكية لمعيار المنتج
- تحليل الأعطال والتنبؤ بالعمر وحساب تحمل الضرر
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول صلادة فيكرز
هل ميكرو فيكرز وماكرو فيكرز بمقاييس مختلفة؟
لا، المقياس هو نفسه؛ الفرق هو القوة المطبقة. ومع ذلك، عند الأحمال المنخفضة جدًا، تزداد حساسية القياس وتأثير إعداد السطح، لذلك يتم دائمًا إعطاء النتائج بالقوة.
هل يمكن قياس صلابة الطلاء مباشرة؟
نعم، إذا كان الطلاء سميكًا بدرجة كافية. بالنسبة للطلاءات الرقيقة، يكون عمق المسافة البادئة محدودًا بالنسبة لسمك الطلاء لاستبعاد تأثير الركيزة؛ ويتم القياس على مقطع عرضي إذا لزم الأمر.