پیچ و مهره‌ها از کاربردی‌ترین قطعات صنعتی هستند که به طور گسترده در در صنایع و حتی کاربردهای خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هرکاربرد پیچ و مهره به خواصی خاص نیاز دارد. یعنی پیچ و مهره برای استفاده در کاربرد مورد نظر باید دارای ویژگی‌ها و خواص مورد نیاز آن کاربرد باشد. برای پی بردن به خواص پیچ و مهره و تشخیص مناسب بودن آن برای کاربرد، پیچ و مهره‌ها کنترل کیفیت می‌شوند. یعنی خواص آن‌ها اندازه‌گیری می‌شود. یکی از مهم‌ترین خواص پیچ و مهره که مربوط به خواص مکانیکی آن‌هاست، سختی پیچ و مهره است. با انجام آزمایش سختی سنجی پیچ و مهره، میزان سختی آن‌ها به دست می‌آید.
این آزمایش به همراه دیگر آزمایش‌ها مانند تست کشش، تست ضربه، ظرفیت گردش و… در بخش کنترل کیفیت ارائه می‌شود و نتایج آن به همراه محصولات در کاتالوگ مربوط به هر محصول گزارش می‌شود. سختی سنجی پیچ و مهره دقیقا مانند دیگر محصولات و قطعات صنعتی به سه روش انجام می‌شود. در نهایت یک محدوده سختی سنجی پیچ و مهره تعریف می‌شود که از اطلاعات بسیار مهم محسوب می‌شود. در این مقاله به بررسی سه روش سختی سنجی پیچ و مهره می پردازیم.
سختی سنجی پیچ و مهره
سختی خواصی از ماده است که به عنوان مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل پلاستیک (دائم) در هنگام اعمال یک نیروی فشاری، تعریف می‌شود. سختی وابسته به جنس مواد سازنده پیچ و مهره‌هاست. یعنی از خواص ذاتی مواد است که البته با فرایندهایی مانند عملیات حرارتی، سخت کاری سطحی مانند نیتریداسیون و… می‌توان آن را بهبود بخشید. سختی از مهم‌ترین خواص پیچ و مهره است، بنابراین باید حتما قبل از عرضه آزمایش سختی سنجی روی آن‌ها انجام شده و عدد سختی آن‌ها گزارش شود. سختی مواد محدوده‌ای بین 1 تا 10 دارد که سختی پیچ و مهره‌ها با توجه به جنس مواد آن‌ها که یا فولاد است یا استیل یا برج و یا پلاستیک و… چیزی بین این اعداد است (البته مواد آزمایشگاهی جدیدی ساخته شده‌اند که سختی‌های بالاتری دارند). سختی سنجی پیچ و مهره معمولا به سه روش سختی سنجی ویکرز، راکول و برینل انجام می‌شود که در ادامه به بررسی این سه روش می‌پردازیم.
انواع آزمایش سختی سنجی پیچ و مهره
سختی از جمله مهم‌ترین خواص مکانیکی پیچ و مهره است که در بسیاری از کاربردها، سختی بالای پیچ و مهره از مهم‌ترین فاکتورهایی است که باید درنظر گرفت. سختی پیچ و مهره‌ها را همانند سختی دیگر مواد اندازه‌گیری کرده و عدد به دست آمده از آزمایش را پس از قرار دادن در یک فرمول خاص، به عنوان سختی پیچ و مهره گزارش می‌کنند. سختی سنجی پیچ و مهره همواره به سه روش رایج انجام می‌شود. در هر سه روش سختی مواد بع عنوان مقاومتشان در برابر یک جسم فرو رونده اندازه‌گیری می‌شود. اصول هر سه روش یکی است تنها شرایط آزمایش به عنوان مثال شکل هندسی جسم فرورونده متفاوت است. در اینجا به معرفی سه روش سختی سنجی برینل، راکول و ویکرز پرداخته‌ایم.
سختی سنجی پیچ و مهره راکول
سختی سنجی پیچ و مهره راکول یکی از پرکاربردترین روش‌های اندازه‌گیری سختی پیچ و مهره بخصوص در ایالت متحده آمریکا است. این روش سختی سنجی اولین بار در جنگ جهانی دوم برای اندازه‌گیری سختی صنایع نظامی آمریکا استفاده شد. در سختی سنجی به روش راکول مانند دیگر روش‌ها جسم فرو رونده با یک نیروی خاصی بر روی سطح ماده فشار وارد می‌کند و بر اساس اثری که بر روی سطح جا می گذارد، سختی مواد اندازه‌گیری می‌شود. در روش سختی سنجی راکول جسم فرو رونده مخروطی و در مواردی ساچمه‌ای شکل است و جنس آن و مقدار نیرویی که وارد می‌کند با توجه به ماده‌ای که قرار است سختی آن را اندازه بگیریم، متفاوت است. در این روش فرورونده مخروطی یا ساچمه‌ای روی سطح پیچ و مهره فشار وارد می‌کند و عمقی که سطح فرو می‌رود بعد از قرارگیری در فرمولی خاص به عنوان سختی راکول گزارش می‌شود.
سایر محصولات: خرید سیم بکسل
سختی سنجی پیچ و مهره ویکرز
یکی دیگر از روش‌های سختی سنجی پیچ و مهره، سختی سنجی به روش ویکرز است. در این روش هم مانند روش راکول یک جسم فرو رونده بر سطح پیچ و مهره فشار وارد می‌کند و بر اساس مقدار اثری که به صورت فرورفتگی بر روی سطح ایجاد می‌کند، سختی آن اندازه‌گیری می‌شود. این روش سختی سنجی که بار اول در سال 1922 مورد استفاده قرار گرفت. در روش ویکرز یک جسم فرو رونده از جنس الماس هرمی شکل بر سطح پیچ و مهره با نیرویی خاص، فشار وارد می‌کند. میزان اثری که فرو رونده بر روی سطح ایجاد می‌کند به صورت اریب اندازه‌گیری شده و به عنوان سختی پیچ و مهره در نظر گرفته می‌شود. البته این اعداد با استفاده از یک فرمول یا جدول به سختی ویکرز (HV) تبدیل می‌شوند و به عنوان عدد سختی گزارش می‌شوند.
سختی سنجی پیچ و مهره برینل
سختی سنجی برینل روش دیگری برای اندازه‌گیری سختی مواد از جمله پیچ و مهره‌هاست که اولین بار در سال 1900 استفاده شده است. اساس کار برینل هم مانند دو روش سختی سنجی دیگر است یعنی جسمی فرو رونده به سطح پیچ و مهره نیرو وارد می‌کند. جسم فرو رونده‌ای که در این روش استفاده می‌شود، کروی شکل و از جنس سرامیک سخت کاربید تنگستن است. در این روش سختی سنجی جسم فرو رونده با نیرویی خاص بر روی سطح جسم یا همان پیچ و مهره فشار وارد کرده و میزان اثر آن بر روی سطح پس از قرارگیری در فرمول برینل، همان سختی برینل است. سختی سنجی برینل برای مواد خیلی سخت و سطوحی که سختکاری شده‌اند، مناسب نیست. اما مناسب‌ترین روش برای اندازه‌گیری سختی اجسام بزرگ و ناهمگن است.
کلام آخر
سختی سنجی پیچ و مهره از مهم‌ترین تست‌هایی است که در بخش کنترل کیفیت پیچ و مهره‌ها باید انجام شود. زیرا سختی پیچ و مهره از جمله ویژگی‌هایی است که که برای کاربردهای مختلف پیچ و مهره نیاز است از آن اطلاع داشته باشیم. زیرا برای برخی کاربردهای پیچ و مهره به سختی بالا نیاز دارند و در صورتی که سختی آن‌ها به اندازه کافی بالا نباشد و در کاربرد استفاده شود، خسارات جبران ناپذیری را در پی خواهد داشت. بطور کلی روش‌های سختی سنجی ویکرز، برینل و راکول سه روش رایج برای اندازه‌گیری سختی پیچ و مهره‌ها و در کل همه مواد هستند.
