การแปลงวิคเกอร์เป็นความแข็งบริเนล: คู่มือปฏิบัติ

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องชั่งความแข็งแบบวิคเกอร์และบริเนล

การทดสอบความแข็งถือเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินความทนทานและความแข็งแรงของวัสดุ วิธีหาความแข็งที่นิยมใช้กันมากที่สุดสองวิธีคือการทดสอบความแข็งแบบวิกเกอร์สและบริเนล เครื่องชั่งทั้งสองวัดความต้านทานของวัสดุต่อการเยื้อง แต่เทคนิคและหน่วยต่างกัน ในหลายกรณี การแปลงค่าความแข็งของวิคเกอร์ส (HV) เป็นความแข็งบริเนล (HB) เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบจะเป็นประโยชน์ บทความนี้จะแนะนำคุณตลอดกระบวนการแปลง Vickers เป็นความแข็ง Brinell และปัจจัยที่เกี่ยวข้องในการแปลง

ทำความเข้าใจกับความแข็งของวิคเกอร์ส (HV)

การทดสอบความแข็งแบบ Vickers จะวัดความแข็งของวัสดุโดยการใช้แรงที่ทราบกับหัวกดปิรามิดเพชร และบันทึกขนาดของการเยื้องที่เหลืออยู่ในวัสดุ เครื่องชั่ง Vickers มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความสามารถรอบด้าน โดยให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอสำหรับวัสดุหลายประเภท ตั้งแต่โลหะอ่อนไปจนถึงเซรามิก

สูตรคำนวณความแข็งของวิคเกอร์คือ:

• HV = 1.854 × (F / d²)
• โดยที่: F คือแรงที่ใช้เป็นกิโลกรัม (กก.) และ d คือความยาวเส้นทแยงมุมเฉลี่ยของการเยื้องเป็นมิลลิเมตร (มม.)

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความแข็งบริเนล (HB)

การทดสอบความแข็งของบริเนลใช้หัวกดที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นลูกบอลเหล็กหรือคาร์ไบด์ เพื่อสร้างการเยื้องในวัสดุภายใต้แรงที่ทราบ จากนั้นจึงวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของการเยื้อง และคำนวณค่าความแข็ง โดยทั่วไปจะใช้มาตราส่วน Brinell ในการทดสอบวัสดุที่มีโครงสร้างหยาบหรือต่างกัน เช่น การหล่อและการตีขึ้นรูป

สูตรความแข็งบริเนลเป็นดังนี้:

• HB = (2F) / (πD(D - √(D² - d²)))
• โดยที่: F คือแรงที่ใช้เป็นกิโลกรัม (กก.) D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลเป็นมิลลิเมตร (มม.) และ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยกดเป็นมิลลิเมตร (มม.)

สูตรการแปลงความแข็งของวิคเกอร์เป็นบริเนล

แม้ว่าการทดสอบความแข็งของวิคเกอร์สและบริเนลจะแตกต่างกัน แต่การแปลงความแข็งของวิคเกอร์ส (HV) เป็นความแข็งบริเนล (HB) สามารถทำได้โดยใช้สูตรโดยประมาณ การแปลงนี้มีประโยชน์เมื่อใช้ระดับความแข็งต่างกัน แต่จำเป็นต้องมีการเปรียบเทียบโดยตรง

สูตรการแปลงโดยประมาณจากความแข็งของวิคเกอร์ไปเป็นบริเนลคือ:

• เอชบี γ 0.95 × เอชวี

สูตรนี้ให้ค่าความแข็งบริเนลโดยประมาณจากค่าความแข็งของวิคเกอร์ส อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าความสัมพันธ์ระหว่างสองสเกลอาจไม่เชิงเส้นกับวัสดุทั้งหมดเสมอไป ดังนั้นการประมาณนี้จึงเหมาะที่สุดสำหรับกรณีทั่วไป

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแปลง

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความแม่นยำของการแปลงวิคเกอร์เป็นบริเนล ซึ่งรวมถึงประเภทของวัสดุ วิธีทดสอบ และเงื่อนไขเฉพาะที่ทำการทดสอบความแข็ง สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาประเด็นต่อไปนี้:

• คุณสมบัติของวัสดุ: วัสดุที่แตกต่างกันจะมีพฤติกรรมการเยื้องที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการแปลง
• เงื่อนไขการทดสอบ: แรงที่ใช้และขนาดของหัวกดในการทดสอบทั้งสองแบบอาจส่งผลต่อผลลัพธ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่อ่อนกว่าหรือวัสดุที่มีโครงสร้างเกรนไม่เท่ากัน
• ความสม่ำเสมอของวัสดุ: เครื่องชั่ง Brinell เหมาะกว่าสำหรับการทดสอบวัสดุที่มีโครงสร้างต่างกัน ในขณะที่การทดสอบ Vickers ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับวัสดุที่มีคุณสมบัติสม่ำเสมอ

การประยุกต์การแปลงในทางปฏิบัติ

การแปลงค่าความแข็งของวิคเกอร์ให้เป็นค่าความแข็งบริเนลนั้นทำได้โดยทั่วไปในอุตสาหกรรมที่อาจใช้การทดสอบทั้งสองแบบ เช่น ในวัสดุศาสตร์ โลหะวิทยา และการควบคุมคุณภาพในการผลิต แอปพลิเคชันการแปลงที่พบบ่อยที่สุดบางส่วน ได้แก่:

• การทดสอบวัสดุ: เมื่อเปรียบเทียบความแข็งของวัสดุที่ทดสอบด้วยวิธีต่างๆ
• การควบคุมคุณภาพ: รับประกันความสม่ำเสมอในความแข็งของผลิตภัณฑ์ในแต่ละชุดโดยใช้การทดสอบความแข็งที่แตกต่างกัน
• ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์: เมื่อผู้ผลิตระบุค่าความแข็ง พวกเขาอาจจำเป็นต้องแปลงระหว่างระดับความแข็งต่างๆ ตามอุปกรณ์ที่ใช้