كيف نفحص صلادة الصفائح الرقيقة؟ مطابقة ⁦HV⁩ و⁦HRB⁩ وقوة الاختبار مع سماكة المادة

⁦1⁩. حدّد الجزء الذي تريد قياسه من المادة

عبارة «قِس صلادة هذه الصفيحة» ليست محددة بما يكفي. هل تتحقق المشتريات من الركيزة بحالة التوريد، أم تفحص الهندسة منطقة شُكّلت موضعيًا بعد الثني، أم الهدف توصيف الطلاء؟ قد تختلف مواضع أخذ العينات والتحضير والطرق المناسبة. لا تخدم نتيجة واحدة الأغراض الثلاثة كلها.

إذا احتوت شهادة المادة على خانة صلادة فارغة، فتحقق أولًا من اشتراط الطلب لهذا الاختبار ومن وجود تقرير منفصل. الفراغ لا يعني الصفر ولا القبول التلقائي. وإذا لم تذكر ⁦SDS⁩ أو وثيقة الاختبار البيئي صلادة الدفعة وشروط الاختبار، فلا يمكن استنتاج القيمة الناقصة من اسم الدرجة.

في الطلاء الرقيق، خفض قوة فيكرز لا يضمن قياس الطلاء وحده. راجع نطاق الطريقة من حيث وضوح البصمة وسماكة الطبقة واتجاه القياس. عند الحاجة يختار المختبر طريقة مناسبة على المقطع أو طريقة انغراز آلية القياس. يميّز نطاق ⁦ISO 6507-1:2023⁩ شروط قياس الطلاء على السطح وفي المقطع.

• نطاق ⁦ISO 6507-1:2023⁩

⁦2. HV⁩ و⁦HRB⁩ ليسا مجرد لاحقتين مختلفتين

تستخدم صلادة فيكرز ⁦HV⁩ هرمًا ماسيًا لتكوين بصمة، ثم تقيس قطريها. أما روكويل فيستخدم فرق عمق الانغراز أثناء تسلسل محدد للتحميل وإزالة الحمل. تختلف أسس القراءات؛ فلا يجوز مثلًا ترتيب ⁦200 HV⁩ و⁦80 HRBW⁩ بحسب مقدار الرقم أو حذف المقياس واعتبارهما كمية واحدة. طريقة فيكرز وقياس القطرين؛ دليل ⁦NIST⁩ لروكويل، الفصل ⁦2⁩

احتفظ برمز قوة الاختبار بعد ⁦HV⁩. تعني ⁦HV 0.5⁩ قوة ⁦0.5 kgf⁩، أي نحو ⁦4.903 N⁩، وليست ⁦0.5 N⁩. سجّل القوة الفعلية وزمن التثبيت أيضًا. إذا خرج الزمن عن المجال المعتاد المحدد بالطريقة، فأدرجه في ترميز النتيجة حسب القاعدة. لا تستنتج الشروط من عرض مختصر في البرنامج فقط. جدول قوى فيكرز من ⁦Mitutoyo⁩

⁦HRB⁩ تسمية شائعة لمقياس روكويل ⁦B⁩. وقد تُكتب نتيجة كرة كربيد التنغستن ⁦HRBW⁩، حيث تشير ⁦W⁩ إلى مادة المخترق. عند وجود شرط ⁦HRB⁩ في رسم قديم، تحقق من إصدار الطريقة والكرة والترميز الكامل للتقرير. لا تفترض أن تكافؤ شروط المخترقات المختلفة قد ثبت. مقاييس روكويل وترميز الكرات من ⁦Mitutoyo⁩

ميّز روكويل العادي عن روكويل السطحي. للسطحي تراكيب قوة ومقاييس خاصة، مثل ⁦HR15T⁩ و⁦HR30T⁩. ولا تعني كلمة «سطحي» أن النتيجة تمثل الطلاء فقط. يعتمد الاختيار أيضًا على سماكة العينة والطبقة المستهدفة ومجال صلادة المادة ومتطلبات الطلب. نطاق ⁦ISO 6508-1:2023⁩

• طريقة فيكرز وقياس القطرين
• دليل ⁦NIST⁩ لروكويل، الفصل ⁦2⁩
• جدول قوى فيكرز من ⁦Mitutoyo⁩
• مقاييس روكويل وترميز الكرات من ⁦Mitutoyo⁩
• نطاق ⁦ISO 6508-1:2023⁩

⁦3⁩. قد يؤثر الوجه الخلفي والدعم في قراءة العينة الرقيقة

تتشوه المادة حول البصمة أيضًا تحت الحمل. إذا كانت العينة أرق مما يلائم البصمة المختارة، فقد يؤثر وجهها الخلفي أو الدعم أسفلها في القراءة. التأرجح والانحناء والشوائب المحصورة تغيّر الشروط كذلك. العلامات غير المعتادة خلف العينة قرينة مفيدة للمراجعة، لكن غياب علامة مرئية لا يثبت وحده صلاحية الاختبار.

تحقق من متطلبات السماكة في المعيار مع نوع المادة ومجال الصلادة والمخترق والقوة. لا تعتمد حدًا أدنى واحدًا بالمليمتر لجميع صفائح الفولاذ أو سبائك النحاس أو الطلاءات. وتناقش إرشادات ⁦Buehler⁩ السماكة والمقياس والدعم معًا. السماكة والدعم في اختبار روكويل

تكديس الصفائح الرقيقة لا يجعل العليا عينة مصمتة بسماكتها الإجمالية. الفراغات والانزلاق والتشوه بين الطبقات تضيف تأثيرات. لا يعوّض التكديس سماكة المادة المطلوبة للاختبار العادي. إذا كان المقياس المتاح غير مناسب، فاتفق على بديل وفق الطلب والمعيار واحتفظ بأساس الموافقة. أسئلة ⁦Instron⁩ عن العينات الرقيقة والتكديس

القوة الأقل ليست الأفضل دائمًا. تصعب قراءة بصمات فيكرز الصغيرة جدًا بثقة، ويزداد تأثير السطح وخطأ القياس. ضمن المجال المسموح، وازن السماكة والمنطقة المستهدفة ووضوح البصمة. لا تغيّر القوة باستمرار بحثًا عن رقم أسهل في القبول.

• السماكة والدعم في اختبار روكويل
• أسئلة ⁦Instron⁩ عن العينات الرقيقة والتكديس

⁦4⁩. يجب أن يتبع التحضير ومواضع القياس هدف الفحص

قبل قطع العينات، سجّل اللفافة أو الدفعة الأصلية وهوية الصفيحة والوجه والسماكة الفعلية وموضع السحب. اضبط التأثير الحراري والتصلد بالتشغيل أثناء القطع والتجليخ والتلميع. لا تسمّ النتيجة «صلادة الصفيحة الأصلية» إذا غيّر التحضير الحالة المقاسة. وقد يغيّر الطرق أو التسطيح المتكرر لإسناد عينة غير مستوية حالتها الموضعية أيضًا.

عند قياس الركيزة الواردة، بيّن التعامل مع الزيت والأكاسيد والطلاء وهل تؤثر إزالتها في المنطقة المستهدفة. أما فحص الطبقة السطحية فيتطلب الحفاظ عليها وعلى واجهتها. العينات المثبتة في وسط تضمين تحتاج أيضًا طريقة وتثبيتًا ودعمًا مناسبين؛ لا تنقل تحضيرًا مناسبًا للمشاهدة المجهرية للمقطع إلى كل اختبار روكويل تلقائيًا.

حافظ على المسافات التي تتطلبها الطريقة بين البصمات وإلى الحواف؛ وقد تختلف بحسب المادة. لا تطبّق مسافات الفولاذ بلا شروط على طبقة لينة، ولا تقس بجوار حافة مقصوصة ثم تسمّ النتيجة صلادة الركيزة. إذا كان الهدف دراسة منطقة تصلدت بالقص، فاحتفظ بهذا الموضع وعرّفه بخطة نقاط مخصصة. تحضير فيكرز وتباعد البصمات

ينبغي أن تمكّن الخريطة مفتشًا آخر من إيجاد النوع نفسه من المواضع، لا أن تكتفي بعبارة «ثلاث نقاط عشوائية». تحدد خطة الفحص توزيع النقاط وعددها والدفعة التي تمثلها. زيادة البصمات في مساحة صغيرة لا تزيد تلقائيًا تمثيلها للّفافة كلها.

• تحضير فيكرز وتباعد البصمات

⁦5⁩. اربط قراءة فيكرز بالبصمة الأصلية

يوضح سجل الحساب الافتراضي التالي ترابط البيانات. نفترض ثلاث بصمات مستقلة على عينة تعليمية واحدة، جميعها بقوة ⁦0.5 kgf⁩ وزمن تثبيت ⁦15 s⁩. ونفترض تأكيد التحضير والسماكة وصلاحية المواضع وفق الطريقة مسبقًا. لا نحدد هنا درجة مادة أو سماكة صفيحة أو مجال قبول.

احسب متوسط القطرين من ⁦d=(d1+d2)/2⁩. عندما تكون ⁦F⁩ بوحدة ⁦gf⁩ و⁦d⁩ بوحدة ⁦μm⁩ فإن ⁦HV=1854.4F/d²⁩؛ وهنا ⁦F=500 gf⁩. معادلة فيكرز ووحداتها

للنقطة ⁦P1⁩، يكون ⁦1854.4×500÷68.0²=200.5⁩. إذا عُرض المثال كعدد صحيح، يمكن كتابته نحو ⁦201 HV 0.5⁩، مع حفظ القطرين والزمن والموضع في السجل الأصلي. يجب أن تتبع الخانات والتقريب وصياغة النتائج الحقيقية الطريقة المعتمدة، لا نسخ تنسيق هذا المثال.

يوضح الجدول الحساب والتوثيق ولا يضع حدود قبول. لذلك لا تثبت الأرقام الثلاثة نجاح الدفعة كلها. افحص كذلك وضوح حدود البصمة وتوافق القطرين مع الطريقة والنطاق الذي تمثله المواضع فعليًا. تساعد الصور في المراجعة، لكنها لا تعوّض سجلات حالة الجهاز وشروط الاختبار.

• معادلة فيكرز ووحداتها

⁦6⁩. أثبت قابلية المقارنة قبل مناقشة التحويل

إذا استخدم تقرير الدفعة ⁦HV 0.5⁩ وآخر ⁦HRBW⁩، فحدد أولًا الطريقة المطلوبة بالطلب. جداول التحويل علاقات تقريبية لمواد وحالات محددة. لا تجعل اختبارًا غير ملائم للصفيحة صالحًا، ولا يجوز عرض القيمة المحولة كأنها قياس مباشر. دليل ⁦NIST⁩، القسم ⁦3.4.11⁩

حتى إن كتب التقريران ⁦HV⁩، فإن اختلاف القوة أو التحضير أو الموضع يمنع مقارنة الرقم النهائي وحده. ميّز الصفيحة الأصلية والمشغّلة، والسطح والمقطع، والركيزة والطبقة، وافحص السجلات الأصلية. قدرة الجهاز على عرض تحويل لا تثبت موافقة الطلب عليه.

إذا لزم مقياس آخر لضبط العملية، فأنشئ مسبقًا أساس مقارنة لهذه المادة وحالتها، مع غرض وطريقة موافقة واضحين. يظل قبول الشراء وفق المؤشر المتفق عليه. عند غموض الشروط سجّل «أدلة المقارنة غير كافية؛ تلزم مراجعة»، بدل إعلان المادة لينة أو صلبة أكثر من المطلوب فورًا.

• دليل ⁦NIST⁩، القسم ⁦3.4.11⁩

⁦7⁩. أكمل التقرير ثم طبّق قاعدة القرار المتفق عليها

يجب أن يربط تقرير الصلادة النتائج بالعينات، والعينات بالدفعة الواردة. الحقول التالية إطار مراجعة لخطة الفحص والتقرير؛ أما التنفيذ فيتبع المعيار وطريقة المختبر المعتمدين.

إذا تجاوزت النتيجة حدًا أو اقتربت منه، احتفظ بالأصل وراجع ملاءمة الموضع والطريقة ثم أعد الاختبار حسب الاتفاق. برّر البصمات المؤكد بطلانها واحفظ أثرها؛ لا تحذف قيمة لمجرد أنها أقل. إذا كان كل موضع مطالبًا بالمطابقة، فلا يخفي متوسط مقبول إخفاق نقطة منفردة.

بعد قبول الصلادة، تحقق من التشكيل والتجميع ووظيفة النابض حسب متطلبات كل منها؛ راجع حالة مادة التلامسات النابضية واحتفاظها بالقوة. للشراء، قدّم شرط الصلادة والسماكة والحالة السطحية والتقارير المتاحة. إذا لم تُحدد الطريقة بعد، فوضح هل الهدف حالة المادة الواردة أم أداء موضعي للجزء النهائي، ثم ناقش شروط فحص قابلة للتطبيق.

• حالة مادة التلامسات النابضية واحتفاظها بالقوة