3.6.1 ขั้นตอนการทดสอบความแข็งแบบบริเนล
ในการทดสอบความแข็งแบบบริเนลมีขั้นตอนดังนี้
รูปขั้นตอนการกดลูกบอลโลหะ
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
วิดีโอการทดสอบแบบบริเนล
วิดีโอแสดงการทดสอบบริเนลแบบอัตโนมัติ (เครื่องทดสอบสมัยใหม่) ในโรงงานอุตสาหกรรม
1. นำโลหะตัวอย่างมาวางบนทั่งวางชิ้นงาน
2. นำหัวกดลูกบอลเหล็กแข็ง ค่อย ๆ นำเข้าไปกดกับชิ้นงาน อัดไปที่ชิ้นงานมีค่าประมาณ 30000 N (3000 kg) หัวกดลูกบอลซึ่งแข็งกว่าชิ้นงานก็จะทำให้ชิ้นงานมีรอยบุ๋มลงไป
3. หลังจากที่ลูกบอลได้ทำรอยบุ๋มตามต้องการแล้ว ให้นำหัวกดออก และนำชิ้นงานออกมาวัดดูรูปด้านล่าง
รูปตัวอย่างชิ้นงานที่มีรอยบุ๋มของลูกบอลที่ถูกทดสอบความแข็งแบบบริเนล
รูป กล้องจุลทรรศน์บริเนล ใช้ร่วมกันกับการทดสอบความแข็ง
รูปรอยบุ๋มที่วัดจากกล้องจุลทรรศน์ที่มีสเกลเปรียบเทียบของลูกบอลบนชิ้นงานที่ทดสอบความแข็ง
รูปกล้องจุลทรรศน์สมัยใหม่ที่ใช้ส่องรอยบุ๋มจากการทดสอบความแข็ง
รูปการวัดรอยบุ๋มสมัยใหม่ที่ส่งมาที่จอคอมพิวเตอร์เพื่อหาค่าความแข็ง
4. นำกล้องจุลทรรศน์พร้อมกับเลนส์ที่มีขีดสเกลเปรียบเทียบ นำไปส่องเส้นผ่านศูนย์กลางรอยบุ๋ม ของชิ้นงานตัวอย่าง รูป 3.8 เพื่อวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นมิลลิเมตร ค่าที่ได้จากการวัดจะเปลี่ยนไปเป็นค่าของความแข็ง ด้วยการคำนวณค่าความแข็งจากสมการข้างล่างนี้
รูปการใช้ลูกบอลทดสอบในความแข็งแบบบริเนล
รูปลูกบอลโลหะที่ทำการทดสอบ
สมการ (3.1)
กำหนดให้
BH = ค่าความแข็งแบบบริเนล (หน่วย BHN)
F = แรงที่ใช้ในการกด (ปกติแล้วแรงที่ใช้กดอยู่ที่ 3000 kg)
D = ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลกด (ปกติแล้วเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 10 mm)
d = ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยกดบนชิ้นงาน (mm)
ตัวอย่าง 3.1 ชิ้นงานตัวอย่างแท่งหนึ่ง ถูกนำเข้าเครื่องทดสอบแบบบริเนล เพื่อหาค่าความแข็งในชิ้นงาน ใช้ลูกบอลกดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตร ป้อนแรงให้กระทำกับชิ้นงาน 3000 กิโลกรัม ค้างไว้ 15 วินาที จนชิ้นงานเป็นรอยบุ๋มลงไปจนสามารถวัดเส้นผ่านศูนย์กลางรอยบุ๋มได้ 2.25 มิลลิเมตร จงคำนวณหาค่าความแข็งในหน่วยบีเฮชเอ็น
วิธีทำ จากโจทย์กำหนดให้ D = 10 mm, d = 2.25 mm, F = 3000 kg, BH = ? BHN
นำสมการ (3.1) มาคำนวณ
วิธีทำตัวอย่าง 3.1
\ ค่าความแข็งจากเครื่องทดสอบบริเนล = 743.310 BHN ตอบ
หรืออีกวิธีคือการใช้ตารางเปรียบเทียบความแข็งกับรอยบุ๋ม ดูได้ในตารางที่ 3.1 ในตารางมีอยู่สามแถว แถวด้านซ้ายมือจะเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋ม ส่วนทางด้านขวาเป็นค่าของความแข็งในหน่วย BHN (Brinell Hardness Number)
|
ตารางเปรียบเทียบค่าความแข็งแบบบริเนล
ใช้แรงกด 3000 กิโลกรัม, ลูกบอลกดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตร
|
|
เส้นผ่านศูนย์กลางรอยบุ๋มในชิ้นงาน
|
ค่าความแข็ง
BHN
|
เส้นผ่านศูนย์กลางรอยบุ๋มในชิ้นงาน
|
ค่าความแข็ง
BHN
|
เส้นผ่านศูนย์กลางรอยบุ๋มในชิ้นงาน
|
ค่าความแข็ง
BHN
|
|
2.25
|
745
|
3.05
|
401
|
3.80
|
255
|
|
230
|
710
|
3.10
|
388
|
3.85
|
248
|
|
2.33
|
682
|
3.15
|
375
|
3.90
|
241
|
|
2.40
|
653
|
3.20
|
363
|
3.95
|
239
|
|
2.45
|
627
|
3.25
|
352
|
4.00
|
229
|
|
2.55
|
578
|
3.30
|
341
|
4.05
|
223
|
|
2.60
|
555
|
3.35
|
331
|
4.10
|
217
|
|
2.65
|
534
|
3.40
|
321
|
4.15
|
212
|
|
2.70
|
514
|
3.45
|
311
|
4.25
|
203
|
|
2.75
|
495
|
3.50
|
302
|
4.35
|
192
|
|
2.80
|
477
|
3.55
|
293
|
4.40
|
187
|
|
2.85
|
461
|
3.60
|
285
|
4.50
|
179
|
|
2.90
|
444
|
3.65
|
277
|
4.60
|
170
|
|
2.95
|
432
|
370
|
269
|
4.65
|
1.66
|
|
3.00
|
415
|
3.73
|
262
|
4.80
|
156
|
ตารางที่ 3.1 ตารางเปรียบเทียบค่าความแข็งแบบบริเนล
วิธีการทดสอบความแข็งแบบบริเนล ทั่วไปแล้วนำมาใช้ทดสอบกับเหล็กกล้า หรือโลหะอื่น ๆ ที่ไม่ค่อยแข็งมากรอยบุ๋มที่ได้จะนำมาคำนวณ หรือเทียบกับตารางจะให้ค่าที่มีความแม่นยำมากว่า วัสดุที่ค่อนข้างมีความแข็ง
ตารางข้างล่างนี้แสดงตัวอย่างของวัสดุที่ได้จากการทดสอบความแข็งแบบบริเนล
|
ตัวอย่างวัสดุที่วัดค่าความแข็งจากวิธีบริเนล
|
|
เหล็กแผ่นรีดเย็น (Cold rolled sheet) (ไม่ผ่านการชุบแข็ง)
|
150 BHN
|
|
เหล็กกล้าชุบแข็ง
|
600 BHN
|
|
เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) (ไม่ผ่านการชุบแข็ง)
|
150 BHN
|
|
เหล็กหล่อ
|
200 BHN
|
|
เหล็กดัด (Wrought iron)
|
100 BHN
|
|
อลูมิเนียม
|
100 BHN
|
|
ทองแดงอบอ่อน (Annealed copper)
|
45 BHN
|
|
ทองเหลือง
|
120 BHN
|
|
แมกนีเซียม
|
60 BHN
|
ตารางที่ 3.2 ตารางแสดงตัวอย่างวัสดุที่ผ่านการทดสอบความแข็งแบบบริเนล
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“ไม่มีใครชอบคำติเตียน
ไม่มีใครชอบคำนินทา
ไม่มีใครชอบคำด่า
แต่ทั้งหมดนั้นทำให้คนได้ดีมามากต่อมากแล้ว”
