Pemilihan dan Lingkup Aplikasi Penguji Kekerasan

Pengetes kekerasan ialah alat pengukur kekerasan logam. Takrifan kekerasan pertama kali dicadangkan oleh Leo Muhl, yang menunjukkan keupayaan suatu bahan untuk menahan objek keras daripada menekan ke permukaannya. Ia merupakan salah satu penunjuk prestasi penting bahan logam. Secara umumnya, semakin tinggi kekerasan, semakin baik rintangan terhadap haus.

Berdasarkan prinsip yang berbeza, pengukuran kekerasan dibahagikan kepada pengetes kekerasan Leeb, pengetes kekerasan Rockwell, pengetes kekerasan Brinell, pengetes kekerasan Shaw, pengetes kekerasan Shore, pengetes kekerasan Barcol, pengetes kekerasan mikro, pengetes kekerasan Mohs, pengetes kekerasan Vickers, dan sebagainya.

Pengujik kekerasan Brinell dan pengujik kekerasan Rockwell adalah yang paling banyak digunakan. Keluli dan keluli tuang, keluli perkakas aloi, keluli tahan karat, besi tuang kelabu, besi tuang keluli, aloi aluminium tuang, aloi tembaga-zink (loyang), aloi tembaga-timah (gangsa), tembaga tulen, keluli tempa, rawatan haba, karburisasi, lapisan pengerasan dengan penyejukan mendadak, salutan permukaan, keluli, logam bukan ferus serta komponen kecil dan nipis, getah, plastik, wafer IC, barang kemas, dan lain-lain boleh diuji menggunakan alat ini.

Terdapat beberapa perkara yang perlu diperhatikan mengenai pengujik kekerasan.

1. Penguji kekerasan itu sendiri akan menghasilkan dua jenis ralat: pertama, ralat yang disebabkan oleh ubah bentuk dan pergerakan bahagian-bahagiannya; kedua, ralat yang disebabkan oleh parameter kekerasan yang melebihi piawaian yang ditetapkan. Bagi ralat kedua ini, penguji kekerasan perlu dikalibrasi menggunakan blok piawai sebelum pengukuran dilakukan. Penguji kekerasan Rockwell dianggap memenuhi syarat jika beza kalibrasi berada dalam julat ±1, nilai stabil dalam beza tersebut berada dalam julat ±2, dan nilai pembetulan boleh diberikan. Apabila beza tersebut berada di luar julat ±2, penguji kekerasan mesti dikalibrasi dan dibaiki atau digantikan dengan kaedah ujian kekerasan lain.

2. Penguji kekerasan mempunyai julat kegunaan yang berbeza dan harus dipilih mengikut peraturan. Sebagai contoh, apabila kekerasan melebihi HRB100, skala HRC harus digunakan untuk ujian; apabila kekerasan kurang daripada HRC20, skala HRB harus digunakan untuk ujian. Ini kerana apabila melebihi julat ujian yang ditetapkan, ketepatan dan kepekaan penguji kekerasan menjadi rendah, nilai kekerasan tidak tepat, dan tidak sesuai untuk digunakan.

3. Apabila menggantikan penusuk atau landasan, perhatikan untuk membersihkan kawasan sentuh dengan teliti. Selepas penggantian, gunakan sampel keluli dengan kekerasan tertentu untuk menjalankan ujian beberapa kali sehingga nilai kekerasan yang diperoleh dua kali berturut-turut adalah sama. Tujuannya adalah untuk memastikan penusuk atau landasan menekan dengan ketat dan bersentuhan dengan baik pada bahagian sentuh mesin ujian bagi mengelakkan kesan terhadap ketepatan hasil ujian.

4. Selepas pengujik kekerasan diselaraskan, apabila mula mengukur kekerasan, titik ujian pertama diuji dengan blok ujian piawai untuk menyingkirkan situasi di mana sentuhan antara spesimen dan landasan tidak baik dan nilai yang diukur tidak tepat. Setelah disahkan, pengujik kekerasan berada dalam keadaan mekanisme operasi normal sebelum spesimen diuji secara rasmi dan nilai kekerasan yang diukur direkodkan.

5. Jika spesimen membenarkan, secara umumnya pilih bahagian yang berbeza untuk menguji sekurang-kurangnya tiga nilai kekerasan. Jarak antara ketiga-tiga titik tersebut ialah ≥3 mm, dan purata ketiga-tiga nilai tersebut diambil sebagai nilai kekerasan spesimen.

6. Untuk spesimen dengan bentuk yang kompleks, alas yang bersesuaian harus digunakan, dan pengujian boleh dijalankan setelah spesimen tersebut dipasak dengan kukuh. Spesimen berbentuk bulat secara umumnya diletakkan dalam alur-V untuk pengujian.

7. Alat penguji kekerasan mesti dikalibrasi mengikut peraturan yang berkuat kuasa. Blok piawai yang digunakan untuk mengkalibrasi alat penguji kekerasan tidak boleh digunakan pada kedua-dua belah permukaannya, kerana kekerasan permukaan piawai dan permukaan belakangnya mungkin tidak konsisten. Secara umumnya, ditetapkan bahawa blok piawai sah selama satu tahun bermula dari tarikh kalibrasi.

julat kegunaan pelbagai alat penguji kekerasan adalah seperti berikut:

Alat penguji kekerasan Brinell: Terutamanya digunakan untuk ujian kekerasan keluli tempa dan besi tuang dengan struktur yang tidak sekata, serta juga sesuai untuk logam bukan ferus dan keluli lembut. Ujian kekerasan Brinell sesuai untuk pemeriksaan bahan mentah dan separa siap produk . Kelebihannya ialah lekukan yang dihasilkan adalah besar, yang dapat mencerminkan prestasi keseluruhan bahan dan mempunyai ketepatan tinggi; kekurangannya ialah lekukan yang dihasilkan adalah besar dan secara umumnya tidak digunakan untuk pemeriksaan produk siap.

‌ Alat penguji kekerasan Rockwell: Sesuai untuk ujian kekerasan pelbagai logam ferus dan bukan ferus, termasuk keluli yang dipadamkan, keluli yang dipadamkan dan diperbaiki, keluli yang diperbaiki, keluli yang dilunakkan, keluli dengan permukaan dikeraskan, bahan karbida, bahan metalurgi serbuk, salutan semburan haba, dan sebagainya. Kelebihannya ialah ia mempunyai julat aplikasi yang luas dan sesuai untuk ujian kekerasan pelbagai logam ferus dan bukan ferus; kekurangannya ialah lekukan yang dihasilkan adalah kecil dan sesuai untuk logam plat nipis, paip berdinding nipis, dan sebagainya.

‌ Pengujik kekerasan Rockwell permukaan: Sesuai untuk ujian kekerasan kepingan nipis, karburisasi, nitridisasi, lapisan keras rawatan permukaan, keluli tahan karat dan aloi aluminium, dsb. ‌ Pengetes Kekerasan Vickers: Digunakan untuk mengukur komponen kecil, kepingan keluli nipis, foil logam, lembaran IC, wayar, lapisan keras nipis, lapisan elektroplating, kaca, barang kemas dan seramik. Kelebihannya ialah lekukan yang dihasilkan adalah kecil, menjadikannya sesuai untuk menguji komponen kecil dan bahan nipis; manakala kekurangannya ialah operasi yang agak rumit. Sesuai untuk menguji komponen kecil, kepingan keluli nipis, foil logam dan bahan-bahan lain.