การจำแนกความแข็งของเหล็กต่างๆ

เครื่องทดสอบความแข็งแบบพกพา Leeb สามารถแปลงค่าความแข็ง Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Shore (HS) ได้หลังจากการวัดค่า Leeb (HL) หรือใช้หลักการ Leeb เพื่อวัดค่าความแข็งโดยตรงด้วย Brinell (HB), Rockwell (HRC), Vickers (HV), Leeb (HL), Shore (HS)
HB - ความแข็งบริเนล:
ความแข็งแบบบริเนล (HB) มักใช้เมื่อวัสดุมีความอ่อนตัว เช่น โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เหล็กก่อนการอบชุบด้วยความร้อนหรือหลังการอบอ่อน ความแข็งแบบร็อกเวลล์ (HRC) มักใช้กับวัสดุที่มีความแข็งสูง เช่น ความแข็งหลังการอบชุบด้วยความร้อน เป็นต้น
ความแข็ง Brinell (HB) คือค่าแรงทดสอบที่มีขนาดหนึ่ง โดยลูกบอลเหล็กกล้าชุบแข็งหรือลูกบอลคาร์ไบด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งจะถูกกดลงบนพื้นผิวโลหะที่ต้องการทดสอบ โดยจะรักษาค่าแรงทดสอบไว้เป็นเวลาที่กำหนด จากนั้นจึงนำแรงออกเพื่อวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มบนพื้นผิวที่ต้องการทดสอบ ค่าความแข็ง Brinell คือผลหารที่ได้จากการหารแรงด้วยพื้นที่ผิวทรงกลมของรอยบุ๋ม โดยทั่วไป ลูกบอลเหล็กกล้าชุบแข็งที่มีขนาดหนึ่ง (โดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.) จะถูกกดลงบนพื้นผิววัสดุด้วยแรงที่กำหนด (โดยปกติคือ 3,000 กก.) และคงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนำแรงออกแล้ว อัตราส่วนของแรงต่อพื้นที่รอยบุ๋มจะเป็นค่าความแข็ง Brinell (HB) และมีหน่วยเป็นกิโลกรัมแรง/มม.2 (N/มม.2)
ความแข็งแบบร็อคเวลล์จะกำหนดค่าดัชนีความแข็งโดยอิงจากความลึกของการเสียรูปพลาสติกของรอยบุ๋ม โดยใช้หน่วยความแข็ง 0.002 มม. เมื่อ HB>450 หรือตัวอย่างมีขนาดเล็กเกินไป จะไม่สามารถใช้การทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ได้ และใช้การวัดความแข็งแบบร็อคเวลล์แทน โดยจะใช้กรวยเพชรที่มีมุมยอด 120° หรือลูกเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.59 หรือ 3.18 มม. กดลงบนพื้นผิวของวัสดุที่ทดสอบภายใต้แรงกดที่กำหนด และความแข็งของวัสดุจะคำนวณจากความลึกของรอยบุ๋ม โดยจะระบุค่าความแข็งของวัสดุที่ทดสอบเป็น 3 ระดับ ดังนี้
HRA: เป็นความแข็งที่ได้จากการใช้แรงกด 60 กก. และหัวเจาะทรงกรวยเพชร ซึ่งใช้กับวัสดุที่มีความแข็งสูงมาก (เช่น คาร์ไบด์ซีเมนต์ เป็นต้น)
HRB: คือความแข็งที่ได้จากการใช้น้ำหนัก 100 กก. และลูกบอลเหล็กกล้าชุบแข็งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.58 มม. ซึ่งใช้กับวัสดุที่มีความแข็งต่ำ (เช่น เหล็กอบอ่อน เหล็กหล่อ เป็นต้น)
HRC: เป็นความแข็งที่ได้จากการใช้แรงกด 150 กก. และหัวเจาะทรงกรวยเพชร ซึ่งใช้กับวัสดุที่มีความแข็งสูงมาก (เช่น เหล็กกล้าชุบแข็ง เป็นต้น)
นอกจากนี้:
1.HRC หมายถึง ความแข็ง Rockwell ระดับ C
2.HRC และ HB ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต
3.ช่วง HRC ที่ใช้งานได้ HRC 20-67 เทียบเท่า HB225-650
หากความแข็งสูงกว่าช่วงนี้ ให้ใช้ความแข็ง Rockwell ระดับ A HRA
หากความแข็งต่ำกว่าช่วงนี้ ให้ใช้ความแข็ง Rockwell ระดับ B HRB
ความแข็ง Brinell มีค่าขีดจำกัดบนอยู่ที่ HB650 ซึ่งไม่สามารถสูงกว่าค่านี้ได้
4.หัวเจาะของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ระดับ C เป็นทรงกรวยรูปเพชรที่มีมุมยอด 120 องศา แรงทดสอบมีค่าแน่นอน มาตรฐานจีนคือ 150 กก. หัวเจาะของเครื่องทดสอบความแข็ง Brinell เป็นลูกบอลเหล็กกล้าชุบแข็ง (HBS) หรือลูกบอลคาร์ไบด์ (HBW) แรงทดสอบจะแตกต่างกันไปตามเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล โดยอยู่ระหว่าง 3,000 ถึง 31.25 กก.
5. รอยบุ๋มความแข็ง Rockwell มีขนาดเล็กมาก และค่าที่วัดได้นั้นถูกระบุตำแหน่งไว้ จำเป็นต้องวัดหลายจุดเพื่อหาค่าเฉลี่ย เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและชิ้นบาง และจัดอยู่ในประเภทการทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง รอยบุ๋มความแข็ง Brinell มีขนาดใหญ่ ค่าที่วัดได้มีความแม่นยำ ไม่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและชิ้นบาง และโดยทั่วไปไม่จัดอยู่ในประเภทการทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง
6. ค่าความแข็งของความแข็งร็อคเวลล์เป็นค่าตัวเลขที่ไม่มีชื่อและไม่มีหน่วย (ดังนั้นการเรียกความแข็งร็อคเวลล์ว่าเป็นระดับหนึ่งจึงไม่ถูกต้อง) ค่าความแข็งของความแข็งบริเนลมีหน่วยและมีความสัมพันธ์โดยประมาณกับความแข็งแรงแรงดึง
7. ความแข็งแบบร็อคเวลล์จะแสดงบนหน้าปัดโดยตรงหรือแสดงในรูปแบบดิจิทัล ใช้งานง่าย รวดเร็ว และใช้งานง่าย เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ความแข็งแบบบริเนลล์ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ในการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋ม จากนั้นจึงดูตารางหรือคำนวณ ซึ่งการใช้งานจะยุ่งยากกว่า
8. ภายใต้เงื่อนไขบางประการ HB และ HRC สามารถสลับกันได้โดยการดูจากตาราง สูตรการคำนวณในใจสามารถบันทึกได้คร่าวๆ ดังนี้: 1HRC≈1/10HB
การทดสอบความแข็งเป็นวิธีการทดสอบคุณสมบัติทางกลที่ง่ายและสะดวก เพื่อใช้การทดสอบความแข็งแทนการทดสอบคุณสมบัติทางกลบางประเภท จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์การแปลงระหว่างความแข็งและความแข็งแรงที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการผลิต
จากการปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าความสัมพันธ์โดยประมาณระหว่างค่าความแข็งต่างๆ ของวัสดุโลหะและระหว่างค่าความแข็งและค่าความแข็งแรงมีความสอดคล้องกัน เนื่องจากค่าความแข็งถูกกำหนดโดยความต้านทานการเสียรูปพลาสติกเริ่มต้นและความต้านทานการเสียรูปพลาสติกต่อเนื่อง ดังนั้น ยิ่งวัสดุมีความแข็งแรงมากขึ้น ความต้านทานการเสียรูปพลาสติกก็จะสูงขึ้น และค่าความแข็งก็จะสูงขึ้น