วันจันทร์ที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2558

การทดสอบความแข็งวิกเกอร์ส(Vickers Hardness test)

การทดสอบความแข็งวิกเกอร์ส(Vickers Hardness test)
การทดสอบความแข็งแบบนี้ ก็นิยมใช้มาก เพราะเป็นวิธีการทดสอบความแข็งที่มาตรฐาน
และสามารถกำหนดค่าความแข็งของวัสดุได้ถูกต้อง เหมาะสำหรับใช้วัดความแข็งของวัสดุ
หรือโลหะอ่อนจนกระทั่งแข็งมากได้ เนื่องจากการทดสอบความแข็งวิกเกอร์สนี้ ใช้หัวกดทด
สอบทำด้วยเพชรรูปปิระมิดฐานสี่เหลี่ยมจตุรัส มุมที่ยอด 136 องศา ( Diamond pyromid
with a square base and an angle of 136 )ซึ่งในการทดสอบความแข็งบริเนลล์ จะเห็นว่า
อัตราส่วนการกดรอยบุ๋มที่เหมาะสมที่สุด คือ d/D = 0.375 ดังนั้นถ้าเปรียบเทียบกับหัวกด
เพชร 136 องศา จะเป็นระยะที่สัมผัสได้อย่างพอดี ดังรูป เหตุนี้เองที่ทำให้ค่าความแข็งบริ
เนลล์ และ วิกเกอร์สมีค่าใกล้เคียงกัน
หลักการทดสอบ 
สำหรับหลักการทดสอบความแข็งวิกเกอร์ ก็เหมือนกับการทดสอบความแข็งบริเนลล์
ต่างกันที่ใช้หัวกดทดสอบเป็นเพชรรูปปิระมิด ฐานสี่เหลี่ยมจตุรัสลดลงไปบนผิววัสดุชิ้นทดสอบ
ด้วยแรงกดทดสอบคงที่ ซึ่งมีขนาดต่างๆกัน ให้เลือกใช้ตั้งแต่ 1 kk. แรง ถึง 120 kk.แรง เหตุ
นี้เองจึงเป็นวิธีที่เหมาะสม สำหรับวัดความแข็งของวัสดุได้หลายชนิด ตั้งแต่วัสดุอ่อนจนถึงวัสดุ
แข็งมากภายหลังจากการกดชั่วระยะเวลาหนึ่งจึงเอาแรงกดออก ซึ่งจะทำให้เกิดรอยบุ๋มถาวรบน
ผิวโลหะชิ้นทดสอบ แล้ววัดขนาดเส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋มเพื่อหาค่าความแข็งต่อไปดังรูป
หลักการทดสอบความแข็งของวิกเกอร์ส
สำหรับค่าความแข็งวิกเกร์สก็จะเป็นอัตราส่วนระหว่างแรงที่ใช้กดทดสอบ ต่อพื้นผิวเอียง
ของรอยบุ๋มซึ่งคำนวณได้ดังนี้
แผนภาพแสดงรอยบุ๋มและแรงกดทดสอบข้อพิจารณาในการทดสอบ 
จากที่ทราบแล้วว่า การทดสอบความแข็งวิกเกอร์สมีหลักการเหมือนกับการทดสอบ
ความแข็งบริเนลล์ ดังนั้นก็มีข้อควรพิจารณาในการทดสอบ คล้ายๆ กันด้วยดังนี้
1. ผิวของชิ้นทดสอบต้องเรียบ ทั้งนี้เพื่อให้ได้ค่าเส้นทแยงมุมของรอยบุ๋มที่แน่นอน และจะทำให้ค่าความแข็งที่วัดได้ถูกต้องด้วยเช่นเดียวกัน
2. ความหนาของชิ้นทดสอบไม่ควรน้อยกว่า 1.2 เท่าของเส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋ม
หลังจากกดทดสอบแล้วไม่ควรมีการเปลี่ยนแปลงรูปใดๆ ให้เห็นทางด้านหลังของชิ้นทด
สอบด้วย หรือพิจาราณาความหนาของชิ้นทดสอบอย่างน้อยสุดที่ทดสอบความแข็งวิกเกอร์ส
ได้ เมื่อเลือกใข้แรงกดทดสอบขนาดต่างๆ โดยดูจากกราฟ ดังรูป
รูป 7.17 กราฟแสดดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาและแรงกดทดสอบ
3. ตำแหน่งกดทดสอบ ควรมีระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของรอยบุ๋มที่อยู่ข้างเคียง
กันหรือระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของรอยบุ๋มจากขอบของชิ้นทดสอบ ควรห่างเป็นอย่างน้อย
2.5 เท่าของเส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋ม
4. สำหรับการทดสอบบนผิวโค้งของทรงกลม หรือทรงกระบอก ถ้า d คือเส้นทะแยงมุม
เฉลี่ยของรอยบุ๋ม D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมหรือทรงกระบอกมาตรฐานนี้ใช้ได้เมื่อ
d/D < 0.004 สำหรับผิวของทรงกลม
d/D < 0.009 สำหรับผิวของทรงกระบอกสัญลักษณ์ความแข็งวิกเกอร์ส
ความแข็งวิกเกอร์ใช้สัญลักษณ์ HV สำหรับการระบุความแข็งวิกเกอร์สให้เขียนเลขค่าความ
แข็ง ต่อด้วยสัญลักษณ์ HV แล้วตามด้วยตัวเลขแสดงแรงกดทดสอบ เป็นนิวตัน และเวลาที่ใช้กด
เป็นวินาที ถ้าระยะเวลาที่ใช้กดตามปกติ 10 - 15 วินาที ไม่จำเป็นต้องระบุระยะเวลา แต่ถ้าใช้ระยะ
เวลากดทดสอบเป็นอย่างอื่นต้องกำหนดเป็นเป็นแต่ละกรณี ดังตัวอย่าง
640 HV 294.2 หมายถึง ความแข็งวิกเกอร์ 640 ใช้แรงกดทดสอบ 294.92 นิวตัน
( 30 กิโลกรัม ) เป็นเวลา 10 - 15 วินาที
640 HV 294.2 / 20 หมายถึง ความแข็งวิกเกอร์ 640 ใช้แรงกดทดสอบ 294.92 นิวตัน
( 30 กิโลกรัม ) เป็นเวลา 20 วินาทีข้อควรระวังในการทดสอบ
เพื่อให้ได้ผลการทดสอบถูกต้องและมีโอกาสผิดพลาดน้อยลง จึงมีข้อควรระวังในการ
ทดสอบดังนี้
1 . ต้องวางชิ้นทดสอบบนแท่นรองรับที่มั่นคงแข็งแรง เพื่ไม่ให้เกิดการเคลื่อนที่ในระ
หว่างทดสอบและชิ้นทดสอบที่วางบนแท่นรองรับนั้นต้องตั้งได้ฉากกับปลายกดทดสอบ
2 . การกดทดสอบจะต้องไม่มีแรงกระแทกเกิดขึ้น หรือการสั่นสะเทือน เพราะจะมีผล
ต่อเส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋มได้
3. การทดสอบไม่ควรให้เกิดรอยบุ๋มที่มีลักษณะโค้งเว้าหรือโค้งนูน เพราะจะทำให้ขนาด
เส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋มผิดไปดังรูป
รูป 7.18 รอยบุ๋มที่มีลักษณะโค้งเว้าหรือโค้งนูน
จากรูปจะเห็นว่ารูปร่างของรอยบุ๋มผิดปกติ ต้องตรวจสภาพของหัวกดทดสอบเพชร
รูปปีระมิดฐานสี่เหลี่ยมจัตุรัสทันที ถ้าผลการทดสอบบอกว่า สภาพของหัวกดทดสอบไม่ดี ก็
ให้ทิ้งผลการทดสอบนั้นไปวิธีการทดสอบและผลการทดสอบ 
ในที่นี้จะกล่าวถึง วิธีการทดสอบความแข็งวิกเกอร์ส โดยใช้เครื่องทดสอบความแข็งยู
นิเวอร์แซล ตามมาตรฐานเยอรมัน ( DIN 50351 ) ซึ่งมีลักษณะดังรูป 7.4 ที่กล่าวมาแล้ว และ
เวลาทดสอบก็ดำเนินการตามวิธี ดังนี้
1 . ประกอบหัวกดทดสอบ และปรับเครื่องทดสอบ เพื่อทดสอบความแข็งวิกเกอร์ส
2 . นำชิ้นทดสอบวางบนแท่นรองรับ
3. กดคันโยกยาว ลงในตำแหน่งล่างสุด แล้วเลือกแรงกดทดสอบตามต้องการ
4. หมุนยกแท่นรองรับชิ้นทดสอบ ขึ้นมาจนภาพของผิวชิ้นทดสอบไปปรากฏชัดบนจอภาพ
แล้วยึดชิ้นทดสอบให้แน่นด้วยหัวจับครอบชิ้นทดสอบ
5. กดคันโยกสั้นลง หัวกดทดสอบก็เริ่มเคลื่อนที่ลงกดผิวชิ้นทดสอบอย่างช้าๆ เพื่อป้องกัน
ไม่ให้เกิดการกระแทกขณะกด และปล่อยระยะเวลากดตามต้องการ

6. กดคันโยกยาวลงในตำแหน่งล่างสุด แล้ววัดขนาดเส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋มที่ปรากฏบน
จอภาพ ซึ่งรับภาพผ่านเลนซ์ขยาย โดยสามารถวัดได้ละเอียดถึง 0.01 มิลลิเมตร และวิธีการวัด
ขนาดเส้นทะแยงมุมของรอยบุ๋มนั้น ควรวัดดังรูป 7.15 แล้วหาค่าเฉลี่ยของเส้นทะแยงมุมทั้ง d1
และ d2 เพื่อนำไปคำนวณหรือเปิดตารางความแข็งวิกเกอร์ส ต่อไป

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น