الصلابة هي معيار رئيسي لتقييم أداء المواد، وتعكس قدرة المواد على مقاومة دخول أجسام صلبة في سطحها. إنها تجمع بين عدة كميات فيزيائية مثل المرونة، والصلابة، ومعدل تثبيت التشوه البلاستيكي، والصلابة الميكانيكية، والصلابة في السحب، ومقاومة الاحتكاك. لاختبار هذه المعلمة المهمة، تم تصميم جهازات خاصة مثل مقياس صلابة برينيل.
تعتبر طريقة قياس صلابة برينيل من أهم الطرق في مجال اختبار صلابة المعادن منذ أن تم إنشاؤها في عام 1900 من قبل المهندس السويدي يوهان أوغست برينيل. فهي توفر نتائج دقيقة و موثوقة، ويكون بُقع الضغط الكبيرة، مما يجعل قيمة الصلابة أقل تأثيراً من تباين النمط المجهري للعينة و عدم تساوي المكونات. ونتائج الاختبار لها تنوع منخفض و استعادة جيدة، مما يعكس صلابة المواد بشكل موضوعي.
خلال عملية الاختبار، يتم إ施加 قوة تجريبية معينة على رأس قمع ذي قطر محدد و وضعه عمودياً على سطح العينة لفترة معينة ثم إزالتها. بعد ذلك، يتم قياس قطرين متعامدين للبُقع و استعمال متوسط هذه القطرين مع الصيغة أو الجدول المحدد للحصول على قيمة صلابة برينيل.
يقدم اختبار صلابة برينيل حوالي 25 مجموعة مختلفة من القوة التجريبية ورأس القمع الكروي، مما يتيح اختبار جميع المعادن تقريباً باستخدام حجم محدد من الرأس الكروي والقوة التجريبية. إذا كان تناسب حجم الرأس الكروي والقوة التجريبية ثابتاً، فإن النتائج الم측َّة ستكون متساوية من الناحية النظرية.
مثلاً، التسمية 180HBS10/1000/30 توضح شروط ونتائج اختبار صلابة برينيل. حيث يشير 180 إلى قيمة الصلابة الم측َّة، و HBS إلى معيار صلابة برينيل، و 10 إلى قطر الرأس الكروي (10 مم)، و 1000 إلى القوة التجريبية (1000 كغ.ف)، و 30 إلى وقت الحفاظ على الضغط (30 ثانية). أما التسمية 520HBW5/750، فتشير 520 إلى قيمة الصلابة الم측َّة، و HBW إلى معيار صلابة برينيل، و 5 إلى قطر الرأس الكروي (5 مم)، و 750 إلى القوة التجريبية (750 كغ.ف)، و عادة ما يكون وقت الحفاظ على الضغط بين 10 و 15 ثانية.
يتميز اختبار صلابة برينيل ببُقع الضغط الكبيرة الناتجة عن استخدام قوة تجريبية كبيرة ورأس قمع كبير القطر. هذه الخاصية تجعل اختبار الصلابة غير متأثر بتفاوت النمط المجهري للعينة و عدم تساوي المكونات، و يفيد في التعرف على الأداء العام للمواد. لذا، فهذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لاختبار المواد ذات الحبيبات الكبيرة و التكوين غير المتجانس، مثل الصلب المفروم، الحديد الزهر، والصلب بعد عمليات التخييد والمعالجة الحرارية، فضلاً عن المعادن اللافلزية و سبائكها. كما يمكن استخدامها لاختبار المعادن الرخوة مثل الألومنيوم، النحاس، الرصاص، القصدير، والزنك و سبائكها.
بالاستخدام الرأس الكروي ذي القطر الصغير، يمكن أيضاً قياس صلابة عينات صغيرة الحجم و رقيقة السطح.
يستخدم اختبار صلابة برينيل في العديد من المجالات مثل الصيدلة، الصناعة المعدنية، الصناعة القياسية، الصناعة الكهربائية، الصناعة البترولية، صناعة المركبات السكك الحديدية، صناعة السيارات، الصناعات العسكرية، والمختبرات، والجامعات والمراكز البحثية. وغالباً ما يتم استخدامه لتحديد صلابة المواد مثل الحديد الزهر، الصلب، المعادن اللافلزية وسبائكها الرخوة.
إذا كنت تبحث عن جهاز قياس صلابة برينيل عالي الجودة، فلا تتردد في الاتصال بنا الآن! نحن نقدم لك الحلول المثالية لمتطلباتك في مجال اختبار الصلابة.
