در این آزمایش هدف تعیین سختی پذیری فولاد با استفاده از روش جامینی است که یکی از بهترین و سریعترین راه های این آزمایش است .

دانلود آزمایش سختی پذیری فولاد

آزمایش سختی پذیری فولاد

هدف آزمایش سختی پذیری فولاد :

در این آزمایش هدف تعیین سختی پذیری فولاد با استفاده از روش جامینی است که یکی از بهترین و سریعترین راه های این آزمایش است .

وسایلآزمایش سختی پذیری فولاد :

دستگاه جامینی ، نمونه ی فولادی ASAB 760 ، دستگاه تراش ، میکروسکپ نوری ، دستگاه سختی سنجی

شرح آزمایش سختی پذیری فولاد :

قبل از بررسی آزمایش انجام شده بهتر است ابتدا توضیحات کوتاهی راجع به سختی و سختی پذیری بدهیم . در این راستا ابتدا عوامل موثر بر سختی را بررسی می کنیم :

• درصد کربن : با افزایش درصد کربن تا ۷ % سختی افزایش می یابد .
• با افزودن عناصر آلیاژی به غیر از کبالت که نمودار TTT را به سمت چپ منتقل می کند سایر عناصر نمودار را به سمت راست برده و باعث افزایش سختی می شوند .
• با ریز شدن دانه های آستنیت سختی افزایش پیدا می کند .
• با افزایش شدت سرد کنندگی محیط ، سختی افزایش می یابد .
• از نظر ابعادی هر چه نمونه کوچکتر باشد سختی بیشتر است .

ولی از سوی دیگر سختی با سختی پذیری تفاوت دارد و به معنی توانایی یا قابلیت تشکیل مارتنزیت در اثر کوئنچ کردن از ناحیه ی آستنیت است . سختی پذیری توسط ضخامت لایه ی سخت شده مشخص می شود . ضخامت لایه ی سخت شده عبارتست از فاصله ی سطح تا محلی از داخل نمونه که مقدار مارتنزیت آن تا حدود ۵۰% کاهش یافته است . بقیه ی ساختمان را معمولا فازهای بینیت ، پرلیت یا فریت تشکیل می دهند . بنا بر این هر چه سختی پذیری یک فولاد بیشتر باشد ضخامت لایه ی سخت شده و یا به عبارت دیگر ضخامت لایه ای که در اثر کوئنچ کردن بیشتر از ۵۰% ساختمان آن مارتنزیت می شود بیشتر خواهد بود . حال عوامل موثر بر سختی پذیری عبارتند از :

• هر چه درصد کربن محلول در آستنیت بیشتر باشد ، سختی پذیری بیشتر است .
• هر چه اندازه ی دانه های آستنیت درشت تر باشد سختی پذیری بیشتر است .
• کلیه ی عناصر آلیاژی محلول در آستنیت به جز کبالت سختی پذیری را افزایش می دهند .
• آخالها : آخالها به عنوان محلی برای جوانه زنی پرلیت عمل کرده و سختی پذیری را کاهش می دهند .
• همگن بودن : به طور کلی نا همگنی ساختار از لحاظ ترکیب شیمیایی باعث کاهش سختی پذیری فولاد می شود .

آزمایش جامینی یکی از آزمایش های سختی پذیری است . گرچه روش گراسمن یکی از روشهای دقیق برای تعیین سختی پذیری است ولی به علت مخارج نسبتا زیاد ( استفاده از چند نمونه ) و زمان طولانی این آزمایش امروزه کاربرد صنعتی چندانی نداشته و به جای آن از آزمایش جامینی استفاده می شود . برای این منظور از یک نمونه ی استوانه ای شکل به قطر ۲۵ میلیمتر و طول ۱۰۰ میلیمتر استفاده می شود . از آنجایی که ساختمان اولیه ی فولاد اثر قابل ملاحظه ای بر روی سختی پذیری آن دارد بهتر است نمونه های آزمایش نرماله شوند . سپس نمونه ی مورد نظر را تا درجه حرارت آستنیته حرارت داده و بسته به نوع فولاد بین ۲۰ تا ۳۰ دقیقه در این دما نگه می دارند . پس از آن به کمک یک فواره ی آب با فشار و دبی مشخص نمونه را از یک انتها توسط آب ۲۵ درجه سرد می کنند . فاصله ی فواره از انتهای نمونه در حدود ۱۲.۵ mm است . تحت شرایط فوق سرعت سرد شدن نقاط مختلف نمونه از انتهای کوئنچ شده به سمت دیگر کاهش می یابد . پس از سرد شدن ، دو طرف نمونه را به موازات طول آن به اندازه ی ۰.۴ تا ۱ mm از هر طرف سنگ زده و سختی نمونه در امتداد محور طولی از یک انتها به انتهای دیگر و به فواصل ۱.۵ mm اندازه گیری می شود . به این ترتیب منحنی تغییرات سختی بر حسب فاصله از انتهای کوئنچ شده که به نمودار جامینی موسوم است را رسم می کنند .

نکته ی قابل توجه در اینجا این است که از آنجایی که درصد مجاز عناصر آلیاژی برای هر فولاد با یک مارک استاندارد مشخص بین یک حداقل و حداکثر می تواند تغییر کند . منحنی تغییرات سختی بر حسب فاصله از انتهای کوئنچ شده برای هر فولاد به جای یک خط به صورت یک نوار می باشد . انتهای بالایی نوار مربوط به حداکثر عناصر آلیاژی و انتهای پایین آن مربوط به حداقل درصد عناصر آلیاژی می باشد .

در زیر شماتیک سرد شدن قطعه را در دستگاه جامینی مشاهده می کنید :

همانطور که دیده می شود آب از زیر به قطعه پاشیده شده و آن را سرد می کند . لذا انتظار می رود در سطوح پایین تر که سرعت سرد شدن زیاد است ساختار مارتنزیتی و هر چه به سمت بالاحرکت می کنیم فریت پرلیت داشته باشیم و پیرو آن از پایین به بالای قطعه انتظار کاهش سختی را داریم .

مطالعه بیشتر