انواع مختلفی از پوششهای فلزی وجود دارد. پوششهای مختلف در آزمایش ریزسختی به نیروهای آزمایش متفاوتی نیاز دارند و نمیتوان از نیروهای آزمایش به صورت تصادفی استفاده کرد. در عوض، آزمایشها باید مطابق با مقادیر نیروی آزمایش توصیه شده توسط استانداردها انجام شوند. امروز، ما عمدتاً آزمایش سختی میکرو ویکرز پوششهای روی یا پوششهای آلیاژ روی-آلومینیوم-منیزیم اعمال شده روی فولاد را معرفی خواهیم کرد.
۱. آمادهسازی نمونههای متالوگرافی با کیفیت بالا از پوششهای روی (یا پوششهای آلومینیوم-منیزیم) اولین گام در آزمایش پوشش است. آمادهسازی نمونههای پوشش روی شامل مراحل متعددی از جمله نمونهبرداری، نصب و پیشسنگزنی و صیقلکاری است. هدف از آمادهسازی چنین نمونههایی، سنگزنی سطح مقطع قطعه کار به یک سطح صاف و مسطح است که امکان تجسم واضح فرورفتگیهای ویکرز را فراهم میکند و اندازهگیری دقیق ابعاد فرورفتگی را برای به دست آوردن مقادیر سختی تسهیل میکند.
۲. برای آزمایش سختی پوششهای روی: از آنجایی که پوششهای روی نسبتاً ضخیم هستند، آزمایشهای سختی را میتوان با نیروهای آزمایش مختلف انجام داد. در یک نمونه، هرچه نیروی آزمایش اعمال شده کمتر باشد، اندازه فرورفتگی کوچکتر است؛ برعکس، هرچه نیروی آزمایش بزرگتر باشد، اندازه فرورفتگی بزرگتر است. اگر پوشش اطراف فرورفتگی علائم ترک خوردگی یا تغییر شکل را نشان دهد، باید نیروی آزمایش کوچکتری انتخاب شود. این فرآیند تا زمانی که پوشش اطراف فرورفتگی ویکرز نسبتاً سالم و بدون تغییر شکل باقی بماند، تکرار میشود - این سطح نیروی آزمایش برای نمونه مناسب است.
۲.۱ ضخامتهای مختلف پوشش مربوط به محدودههای نیروی آزمایش خاص هستند که برای جلوگیری از تحریف نتایج آزمایش بسیار مهم است. در زیر مرجعی برای انتخاب نیروی آزمایش برای پوششهای رایج (آبکاری روی، آبکاری کروم) که برای دستگاههای سختیسنجی میکرو ویکرز (HV) قابل استفاده است، آمده است:
| نوع پوشش | پوشش ضخامت (میکرومتر) | توصیه نیروی آزمایش (جی اف) | متناظر مقیاس HV | اقدامات احتیاطی کلیدی |
| روی آبکاری | ۵ تا ۱۵ | ۲۵ تا ۵۰ | HV0.025، HV0.05 | آبکاری روی نسبتاً نرم است (معمولاً HV50 ~ 150)؛ نیروی کم از فرورفتگی بیش از حد جلوگیری میکند. |
| روی آبکاری | ۱۵ تا ۵۰ | ۵۰ تا ۱۰۰ | HV0.05، HV0.1 | با افزایش ضخامت، میتوان نیرو را به طور مناسب افزایش داد تا لبههای فرورفتگی واضح باشند. |
| کروم آبکاری | ۱ تا ۵ | ۱۰ تا ۲۵ | HV0.01، HV0.025 | کروم سخت (HV800~1200) سختی بالایی دارد؛ نیروی کم از آسیب به فرورونده جلوگیری میکند. |
| کروم آبکاری | ۵ تا ۲۰ | ۲۵ تا ۱۰۰ | HV0.025، HV0.1 | وقتی ضخامت > 10μm باشد، نیروی HV0.1 بین دقت و کارایی تعادل برقرار میکند. |
| کامپوزیت پوشش | <5 | ۲۵≤ | HV0.01، HV0.025 | برای پوششهایی مانند آلیاژ روی-نیکل و آلیاژ کروم-نیکل، اکیداً از نفوذ فرورفتگی به پوشش جلوگیری کنید. |
۲.۲ سایر عوامل مؤثر کلیدی
علاوه بر ضخامت، دو عامل زیر نیز انتخاب نیروی آزمایش را بیشتر تغییر میدهند و باید بر اساس سناریوهای واقعی قضاوت شوند:
محدوده سختی پوشش:
پوششهای نرم (مثلاً آبکاری روی، HV < 200): اگر نیروی آزمایش خیلی کم باشد، ممکن است به دلیل تغییر شکل پلاستیکی پوشش، فرورفتگیها محو شوند. توصیه میشود حد بالایی محدوده توصیه شده را انتخاب کنید (مثلاً ضخامت 10 میکرومتر، نیروی آزمایش 50 گرم بر فوت را انتخاب کنید).
پوششهای سخت (مثلاً آبکاری کروم، HV > 800): سختی بالا منجر به فرورفتگیهای کوچک میشود، بنابراین نیروی آزمایش نباید خیلی کوچک باشد (مانند ضخامت ۵ میکرومتر، نیروی آزمایش ۲۵gf را انتخاب کنید) تا از خطای اندازهگیری قطر فرورفتگی بیش از ۵٪± جلوگیری شود.
۲.۳ الزامات استانداردها و مشخصات
صنایع مختلف استانداردهای مشخصی دارند. برای مثال:
صنعت خودرو معمولاً استاندارد ISO 14577 (آزمایش فرورفتگی با ابزار دقیق) را اتخاذ میکند که امکان تنظیم مقدار نیرو را با توجه به ضخامت پوشش فراهم میکند.
صنعت عمومی به استاندارد ASTM E384 اشاره میکند که الزام میکند قطر فرورفتگی ≤ 1/2 ضخامت پوشش و ≥ 10 برابر شعاع نوک فرورونده باشد (برای جلوگیری از اثر نوک).
در نتیجه، انتخاب نیروی آزمایش برای آزمایش سختی میکرو ویکرز پوششهای فلزی باید از منطق «اول ضخامت، تنظیم سختی و تضمین استاندارد» پیروی کند:
ابتدا، محدوده نیروی آزمایش را بر اساس ضخامت پوشش تعیین کنید (به جدول بالا مراجعه کنید)؛
مقدار نیرو را با توجه به سختی پوشش تنظیم کنید (حد بالا را برای پوششهای نرم و حد پایین را برای پوششهای سخت انتخاب کنید)؛
در نهایت، برای اطمینان از اعتبار نتایج آزمایش، با استانداردهای صنعتی (مانند ISO 14577 و ASTM E384) هماهنگ شوید.
زمان ارسال: سپتامبر-03-2025
