วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM E10 สำหรับความแข็งบริเนลของวัสดุที่เป็นโลหะ

มาตรฐาน "ASTM E10 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials" ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบเพื่อหาค่าความแข็ง Brinell ของวัสดุโลหะ โดยอาศัยหลักการ Brinell Indentation Hardness มาตรฐานนี้กำหนดข้อกำหนดสำหรับเครื่องทดสอบ Brinell และขั้นตอนการทดสอบความแข็ง Brinell

วิธีทดสอบนี้ครอบคลุมข้อกำหนดสำหรับการใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Brinell แบบพกพาที่สามารถวัดความแข็ง Brinell ตามหลักการทดสอบความแข็ง Brinell และสามารถตอบสนองข้อกำหนดของวิธีการทดสอบนี้ได้ ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบความถูกต้องทั้งทางตรงและทางอ้อมของเครื่องทดสอบ เครื่องทดสอบความแข็ง Brinell แบบพกพาที่ไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดการตรวจสอบความถูกต้องโดยตรงและสามารถตรวจสอบได้เฉพาะผ่านข้อกำหนดการตรวจสอบความถูกต้องทางอ้อมเท่านั้น ระบุไว้ในมาตรฐาน ASTM E110

มาตรฐานนี้ยังรวมถึงข้อกำหนดเพิ่มเติมดังต่อไปนี้:

• การตรวจสอบความถูกต้องของเครื่องทดสอบความแข็ง Brinell (ภาคผนวก A1)
• เครื่องปรับมาตรฐานความแข็ง Brinell (ภาคผนวก A2)
• การกำหนดมาตรฐานของรอยบุ๋มความแข็ง Brinell (ภาคผนวก A3)
• การกำหนดมาตรฐานบล็อกทดสอบความแข็ง Brinell (ภาคผนวก A4)

มาตรฐานนี้ยังรวมถึงข้อมูลที่ไม่บังคับต่อไปนี้เกี่ยวกับการทดสอบความแข็ง Brinell:

• ตารางค่าความแข็งบริเนลล์ (ภาคผนวก X1)
• ตัวอย่างขั้นตอนการพิจารณาความไม่แน่นอนของความแข็งบริเนลล์ (ภาคผนวก X2)

การทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ (Brinell hardness test) เป็นการทดสอบความแข็งแบบรอยบุ๋ม ซึ่งสามารถให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับวัสดุโลหะ ข้อมูลนี้อาจเกี่ยวข้องกับความต้านทานแรงดึง ความต้านทานการสึกหรอ ความเหนียว หรือคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ของวัสดุโลหะ และเป็นประโยชน์ในการควบคุมคุณภาพและการเลือกวัสดุ การทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ถือเป็นมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบการยอมรับสินค้าเชิงพาณิชย์ และถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเพื่อจุดประสงค์นี้ อย่างไรก็ตาม การทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ที่ดำเนินการ ณ ตำแหน่งเฉพาะบนชิ้นส่วนอาจไม่สามารถแสดงถึงคุณสมบัติทางกายภาพของชิ้นส่วนทั้งหมดหรือผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้

มาตรฐานนี้กำหนดขั้นตอนในการกำหนดค่าความแข็ง Brinell ของโลหะและโลหะผสม การทดสอบ Brinell มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการทดสอบวัสดุที่มีพื้นผิวขรุขระหรือไม่สม่ำเสมอ เช่น งานหล่อและงานตีขึ้นรูป

ระหว่างการทดสอบ ลูกบอลเหล็กกล้าชุบแข็งหรือทังสเตนคาร์ไบด์ (โดยปกติมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.) จะถูกกดลงบนพื้นผิวของวัสดุภายใต้แรงกดที่กำหนด (เช่น 500 กก., 1500 กก. หรือ 3000 กก.) จากนั้นจะวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มที่เหลืออยู่บนพื้นผิว ค่าความแข็ง Brinell จะคำนวณจากแรงกดและพื้นที่ผิวของรอยบุ๋ม

การประยุกต์ใช้ทั่วไปของการทดสอบนี้ ได้แก่:

• การควบคุมคุณภาพในโรงหล่อและอุตสาหกรรมโลหะการ
• การกำหนดคุณสมบัติเชิงกลของโลหะ
• การทดสอบวัสดุเปรียบเทียบ

มาตรฐาน ASTM E10 ถือว่าจำเป็นด้วยเหตุผลสำคัญดังต่อไปนี้:

• ความสม่ำเสมอและความสามารถในการทำซ้ำ: กำหนดขั้นตอนที่เป็นมาตรฐานเดียวกันสำหรับการทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์มีความสม่ำเสมอในห้องปฏิบัติการ ผู้ปฏิบัติงาน และอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการประกันคุณภาพและการเปรียบเทียบวัสดุ
• คุณสมบัติของวัสดุ: ใช้เพื่อตรวจสอบว่าโลหะมีคุณสมบัติความแข็งตามข้อกำหนดที่ระบุไว้ในมาตรฐานการออกแบบ ข้อกำหนดของวัสดุ หรือใบสั่งซื้อหรือไม่ มักพบในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ อวกาศ ก่อสร้าง และโลหะวิทยา
• การควบคุมคุณภาพ: ช่วยให้ผู้ผลิตตรวจสอบคุณภาพการผลิตด้วยวิธีการที่เชื่อถือได้ในการตรวจสอบความแข็งของวัสดุ ตรวจจับปัญหาต่างๆ เช่น การอบชุบด้วยความร้อนที่ไม่เหมาะสม ข้อบกพร่องของโลหะผสม หรือความไม่สม่ำเสมอของวัสดุ
• การตรวจสอบย้อนกลับและการรับรอง: การปฏิบัติตามมาตรฐาน ASTM E10 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการยอมรับผลการทดสอบในระดับโลก ทั้งในด้านข้อกำหนด การรับรอง และเอกสารทางวิศวกรรม ซึ่งช่วยให้ปฏิบัติตามกฎระเบียบและสัญญาได้
• ความสามารถในการใช้กับวัสดุแข็ง: การทดสอบ Brinell เหมาะเป็นพิเศษสำหรับโลหะที่มีเม็ดใหญ่ งานหล่อ และงานตีขึ้นรูป ซึ่งการทดสอบอื่นๆ เช่น Rockwell ไม่สามารถจัดการได้ดีเนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิว
• พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจออกแบบ: ความแข็งมักสัมพันธ์กับความแข็งแรงแรงดึง ความต้านทานการสึกหรอ และความสามารถในการตัดเฉือน มาตรฐาน ASTM E10 ให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้ซึ่งวิศวกรสามารถใช้ในการออกแบบและประเมินส่วนประกอบต่างๆ ได้

หลักการทั่วไปของการทดสอบความแข็งแบบรอยบุ๋ม Brinell ประกอบด้วยสองขั้นตอน ในขั้นตอนแรก รอยบุ๋มจะถูกสัมผัสกับชิ้นงานทดสอบในทิศทางที่ตั้งฉากกับพื้นผิว จากนั้นจึงใช้แรงทดสอบ แรงทดสอบจะถูกตรึงไว้เป็นระยะเวลาที่กำหนดแล้วจึงนำออก ในขั้นตอนที่สอง เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มจะถูกวัดในทิศทางตั้งฉากอย่างน้อยสองทิศทาง ค่าความแข็ง Brinell ได้จากค่าเฉลี่ยของการวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง

อุปกรณ์ทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์โดยทั่วไปประกอบด้วยเครื่องทดสอบที่รองรับชิ้นงานทดสอบและออกแรงกดลงบนลูกบอลที่สัมผัสกับชิ้นงาน และระบบที่วัดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของรอยกดตามหลักการทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ การออกแบบเครื่องทดสอบควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าหัวกดหรือชิ้นงานไม่มีการโยกหรือเคลื่อนที่ไปด้านข้างในระหว่างการออกแรง การออกแบบเครื่องทดสอบควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงที่กระทำกับรอยกดนั้นสม่ำเสมอและไม่มีแรงกระแทก ควรใช้ความระมัดระวังเพื่อป้องกันแรงทดสอบสูงชั่วขณะที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเฉื่อยของระบบหรือการล้นของระบบไฮดรอลิก

อุปกรณ์วัดที่ใช้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มแบบบริเนลล์สามารถเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องทดสอบความแข็ง หรือเป็นอุปกรณ์แยกต่างหากแบบสแตนด์อโลนก็ได้ อุปกรณ์วัดที่อนุญาตแบ่งออกเป็นสองประเภท เครื่องมือประเภท A ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์ที่มีเส้นวัดแบบเคลื่อนที่ได้และจอแสดงผลบางรูปแบบ ระบบวัดแบบคอมพิวเตอร์ หรือระบบวิเคราะห์ภาพ เครื่องมือประเภท B ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์แบบมือถือที่มีเส้นวัดแบบคงที่

องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย เรามีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิดและพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM E10 สำหรับความแข็ง Brinell ของวัสดุโลหะอีกด้วย