วิธีการวัดความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม?

วัสดุสแตนเลสถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรม วัสดุสแตนเลสแต่ละชนิดมีความแข็งที่แตกต่างกัน เราทดสอบความแข็งของสแตนเลสอย่างไร?

ความแข็งของสแตนเลสคืออะไร?

ความแข็งเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดสำหรับการประเมินคุณสมบัติของวัสดุ และมักจะกำหนดไว้เป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกในท้องถิ่น ความสามารถนี้สะท้อนให้เห็นว่าวัสดุจะถูกเปลี่ยนรูปอย่างถาวรหรือเสียหายเมื่อได้รับแรงกดภายนอก การขีดข่วน หรือการสึกหรอหรือไม่ ยิ่งวัสดุมีความแข็งมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งต้านทานการเปลี่ยนรูปได้มากขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีโอกาสน้อยที่จะเกิดการเปลี่ยนรูป

หลังจากโรงงานเหล็กผลิตเหล็กแล้ว จะใช้วิธีการทดสอบความแข็งมาตรฐานบางอย่างเพื่อกำหนดค่าความแข็งของมัน ซึ่งมักจะช่วยในการกำหนดความแข็งแรงในการดึงของเหล็ก ค่าความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมจะช่วยกำหนดว่าเหมาะสมสำหรับการออกแบบหรือการใช้งานที่ตั้งใจไว้หรือไม่

ปัจจัยใดที่สามารถส่งผลกระทบต่อความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม?

มีปัจจัยที่ส่งผลกระทบหลายประการ และปัจจัยทั่วไปรวมถึงองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างจุลภาค และวิธีการบำบัดความร้อน เป็นต้น

องค์ประกอบทางเคมี:

- โครเมียม: เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนและช่วยเพิ่มความแข็ง

- นิกเกิล: เพิ่มความยืดหยุ่นและความเหนียว ซึ่งอาจลดความแข็ง

- คาร์บอน: ยิ่งมีปริมาณคาร์บอนสูงเท่าไหร่ ความแข็งก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยเฉพาะในเกรดมาร์เทนไซต์

- โมลิบดีนัม: เพิ่มความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนและสามารถเพิ่มความแข็งของอัลลอยบางชนิด

โครงสร้างจุลภาค:

- โครงสร้างออสเตนाइต: มักจะนุ่มเพราะมีโครงสร้างแบบลูกบาศก์ศูนย์กลางหน้า

- โครงสร้างเฟอร์ไรต์: ให้ความแข็งและความแกร่งปานกลาง

- โครงสร้างมาร์เทนไซต์: ความแข็งสูงเกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระหว่างการหล่อเย็น

การบำบัดความร้อน:

- การหล่อเย็น: การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิสูงเพิ่มความแข็ง โดยเฉพาะในสแตนเลสมาร์เทนไซต์

- การอบอุ่น: การอุ่นเหล็กที่ผ่านการหล่อเย็นด้วยอุณหภูมิต่ำกว่า จะลดความเปราะแต่ยังคงความแข็งไว้ได้บางส่วน

วิธีการทดสอบความแข็งของสแตนเลสคืออะไร?

มีหลายสเกลที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการทดสอบความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม โดยทั่วไปแล้วจะรวมถึง Brinell hardness (HB), Rockwell hardness (HR) และ Vickers hardness (HV)

1. ความแข็งแบบบรินเนล (HB)

วิธีการทดสอบ: การทดสอบความแข็งแบบบรินเนลคือการกดลูกบอลเหล็กที่ผ่านการอบแข็งหรือลูกบอลคาร์ไบด์ลงไปบนพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมภายใต้โหลดที่กำหนด จากนั้นวัดเส้นผ่าศูนย์กลางของร่องรอยที่เกิดขึ้นและคำนวณค่าความแข็งแบบบรินเนล

หน่วย: แสดงใน HB (ค่าความแข็งแบบบรินเนล) โดยค่าที่มากกว่าหมายถึงความแข็งที่สูงกว่า

วัสดุที่เหมาะสม: เหมาะสมสำหรับโลหะและอัลลอยที่มีความแข็งต่ำกว่า เช่น เหล็กหล่อ ทองแดง และอลูมิเนียม

2. ความแข็งแบบร็อกเวล (HR)

วิธีการทดสอบ: ใช้ดอกสว่านทรงกรวยขนาดเล็ก (โดยทั่วไปเป็นเพชร) หรือลูกบอลเหล็กเพื่อกดลงบนวัสดุภายใต้โหลดที่กำหนด และวัดความแตกต่างของความลึกระหว่างวัสดุขณะอยู่ภายใต้โหลดและหลังจากการปลดโหลด

หน่วย: แสดงเป็น HR มีหลายสเกล (เช่น HRA, HRB, HRC ฯลฯ) โดยที่ HRC เป็นสเกลที่ใช้กันมากที่สุด เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความแข็งสูง (เช่น สแตนเลส)

วัสดุที่เหมาะสม: เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความแข็งสูง สามารถทดสอบได้อย่างรวดเร็ว และถูกใช้อย่างแพร่หลายในการทดสอบความแข็งของวัสดุโลหะ

3. ความแข็งวิคเกอร์ส (HV)

วิธีการทดสอบ: การทดสอบความแข็งวิคเกอร์สใช้หัวกดพิรามิดเพชรเพื่อกดให้เกิดร่องรอย จากนั้นวัดเส้นทแยงมุมของร่องรอยภายใต้กล้องจุลทรรศน์และคำนวณค่าความแข็ง

หน่วย: แสดงเป็น HV ค่าที่มากกว่าหมายถึงความแข็งที่สูงขึ้น

วัสดุที่เหมาะสม: เหมาะสำหรับวัสดุโลหะทุกชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการวัดแผ่นบาง ตัวอย่างขนาดเล็ก และความแข็งผิว

ข้อสรุป:

ความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นหนึ่งในคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อขอบเขตการใช้งานและการประมวลผล โดยการเข้าใจเกี่ยวกับความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมและปัจจัยที่มีผลต่อความแข็งนั้น เราสามารถเลือกวัสดุเหล็กกล้าไร้สนิมที่เหมาะสมเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะทางด้านวิศวกรรมได้ดียิ่งขึ้น