הקשר בין יחידות קשיות של ברינל, רוקוול וויקרס (מערכת קשיות)

הקשיות הנפוצה ביותר בייצור היא שיטת הלחץ, כגון קשיות ברינל, קשיות רוקוול, קשיות ויקרס וקשיחות מיקרו. ערך הקשיות המתקבל מייצג למעשה את עמידות פני המתכת לעיוות פלסטי הנגרם מחדירת חפצים זרים.

להלן מבוא קצר ליחידות הקושיות השונות:

1. קשיות ברינל (HB)

לחצו כדור פלדה מוקשה בגודל מסוים (בדרך כלל בקוטר 10 מ"מ) לתוך פני החומר עם עומס מסוים (בדרך כלל 3000 ק"ג) והחזיקו אותו למשך זמן מה. לאחר הסרת העומס, היחס בין העומס לשטח הכניסה הוא ערך קשיות ברינל (HB), בקילוגרם כוח/מ"מ² (N/מ"מ²).

2. קשיות רוקוול (HR)

כאשר HB > 450 או שהדגימה קטנה מדי, לא ניתן להשתמש במבחן קשיות ברינל ויש להשתמש במדידת קשיות רוקוול במקום זאת. מבחן זה משתמש בחרוט יהלום עם זווית קודקוד של 120° או כדור פלדה בקוטר 1.59 מ"מ ו-3.18 מ"מ כדי ללחוץ על פני החומר הנבדק תחת עומס מסוים, וקשיות החומר מתקבלת מעומק השקע. בהתאם לקשיות חומר הבדיקה, ניתן לבטא אותה בשלושה קני מידה שונים:

HRA: זוהי הקשיות המתקבלת באמצעות עומס של 60 ק"ג ומחדיר חרוט יהלום, ומשמשת לחומרים בעלי קשיות גבוהה במיוחד (כגון קרביד צמנט וכו').

HRB: זוהי רמת הקשיות המתקבלת משימוש בעומס של 100 ק"ג וכדור פלדה מוקשה בקוטר של 1.58 מ"מ. הוא משמש לחומרים בעלי קשיות נמוכה יותר (כגון פלדה מחושלת, ברזל יצוק וכו').

HRC: זוהי הקשיות המתקבלת באמצעות עומס של 150 ק"ג ומחדיר חרוט יהלום, ומשמשת לחומרים בעלי קשיות גבוהה (כגון פלדה מוקשה וכו').

3 קשיות ויקרס (HV)

השתמשו במדחף חרוט מרובע יהלום עם עומס של פחות מ-120 ק"ג וזווית קודקוד של 136° כדי ללחוץ לתוך פני החומר, וחלקו את שטח הפנים של בור הכניסה של החומר בערך העומס, שהוא ערך HV של קשיות ויקרס (kgf/mm2).

בהשוואה לבדיקות קשיות של ברינל ורוקוול, לבדיקת קשיות ויקרס יתרונות רבים. אין לה את האילוצים של התנאים הספציפיים של עומס P וקוטר הכניסה D כמו של ברינל, ואת בעיית העיוות של הכניסה; וגם אין לה את הבעיה שערך הקשיות של רוקוול לא ניתן לאיחוד. והיא יכולה לבדוק כל חומר רך וקשה כמו רוקוול, והיא יכולה לבדוק את הקשיות של חלקים דקים במיוחד (או שכבות דקות) טוב יותר מרוקוול, דבר שניתן לעשות רק באמצעות קשיות פני השטח של רוקוול. אבל אפילו בתנאים כאלה, ניתן להשוות אותה רק בסולם רוקוול, ולא ניתן לאיחוד אותה עם רמות קשיות אחרות. בנוסף, מכיוון שרוקוול משתמשת בעומק הכניסה כמדד המדידה, ועומק הכניסה תמיד קטן מרוחב הכניסה, כך שהשגיאה היחסית שלה גם גדולה יותר. לכן, נתוני הקשיות של רוקוול אינם יציבים כמו של ברינל וויקרס, וכמובן שאינם יציבים כמו דיוק ויקרס.

ישנו קשר המרה מסוים בין ברינל, רוקוול וויקרס, ויש טבלת קשרי המרה שניתן לבצע שאילתה עליה.