سختی خاصیت اساسی ماده نیست و به خواص کشسان و مومسان آن ارتباط دارد.مقدار سختی بدست آمده در یک آزمون ویژه فقط معیاری برای مقایسه مواد با عملیات انجام شده است.طریقه ی آماده سازی نمونه و آزمون معمولاساده است و نتایج را می توان برای تخمین دیگر خواص مکانیکی به کاربرد.سختی سنجی به طور گسترده ای برای بازرسی و کنترل به کار می رود.عملیات گرمایی یا کار روی فلز معمولا به تغییر سختی منجر می شود.اگر طی فرایند مشخصی روی یک ماده معین عملیاتی انجام شودکه به سخت شدن ماده بیانجامد سختی سنجی وسیله ی سریع وساده ای برای بازرسی وکنترل آن ماده و فرآیند است.
آزمونهای مختلف سختی سنجی به سه دسته تقسیم می شود:
*سختی کشسان
*مقاومت در برابر برش یا سایش
*مقاومت در برابر فرو رفتن

ادامه مطلب را مشاهده نمایید....

سختی خاصیت اساسی ماده نیست و به خواص کشسان و مومسان آن ارتباط دارد.مقدار سختی بدست آمده در یک آزمون ویژه فقط معیاری برای مقایسه مواد با عملیات انجام شده است.طریقه ی آماده سازی نمونه و آزمون معمولاساده است و نتایج را می توان برای تخمین دیگر خواص مکانیکی به کاربرد.سختی سنجی به طور گسترده ای برای بازرسی و کنترل به کار می رود.عملیات گرمایی یا کار روی فلز معمولا به تغییر سختی منجر می شود.اگر طی فرایند مشخصی روی یک ماده معین عملیاتی انجام شودکه به سخت شدن ماده بیانجامد سختی سنجی وسیله ی سریع وساده ای برای بازرسی وکنترل آن ماده و فرآیند است.
آزمونهای مختلف سختی سنجی به سه دسته تقسیم می شود:
*سختی کشسان
*مقاومت در برابر برش یا سایش
*مقاومت در برابر فرو رفتن 
آزمایشی که در آزمایشگاه خواص مکانیکی انجام شد آزمون مقاومت در برابر فرو رفتن بود که شرح آن به تفصیل خواهد آمد
این آزمون غالبا با اثر گذاری بر نمونه ای نجام می شود که بر تکیه گاه صلبی


قرار می گیرد.دندانه ای نیزبا شکل ثابت و مشخص تحت باری استاتیکی مستقیما یا با اهرم برنمونه فشار می آورد .بسته به نوع آزمون سختی با عددیبیان می شود که یابا عمق اثر ناشی از بار و دندانه مشخص نسبت معکوس دارد یا با میانگین بار وارد بر سطح اثر متناسب است . روشهای معمول آزمون سختی با دندانه در زیر آمده است:
سختی سنجی برینل
ابزار سختی سنجی برینل معمولا شامل یک پرس هیدرولیک عمودی است
که با دست کار می کند و یک دندانه ساچمه ای که بر نمونه فشرده می شود
(شکل 1 )در روش استاندارد به ساچمه ای به قطر 10mm تحت بار 3000kg برای فلزات آهنی یا500kg برای فلزات غیر آهنی نیاز است. در مورد فلزات آهنی بار به مدت حداقل 10ثانیه و برای فلزات غیر آهنی به مدت 30ثانیه اعمال می شود . قطر اثر ایجاد شده به کمک یک میکرو سکوپ شامل چشمی مدرج که معمو لا به دهم میلیمتر تقسیم بندی شده است و با آن می توان تا 0.05mm را تخمین زداندازه گیر ی می شود.
عدد سختی برینل(HB) مساوی است با نسبت بار بر حسب کیلو گرم به سطح اثر بر حسب میلیمتر مربع که از رابطه زیر محاسبه می شود:


L= بار اعمال شده بر حسب kg
D = قطر ساچمه بر حسب mm
=d قطر اثر ساچمه بر حسب mm
معمولا به کمک جداول موجود که مستقیما قطر اثر را به عدد سختی برینل تبدیل می کنند و دیگر نیازی به محاسبه فوق نیست(جدول 1).
عدد سختی برینل که با علامت HB بدون پسوند عددی نشان داده می شود به
مفهوم رعایت شرایط استاندارد یعنی ساچمه با قطر 10mmو بار 3000kg
است که به مدت 10 تا 15 ثانیه اعمال شود.در شرایط دیگر عدد سختی برینل و علامت HBاعداد دیگری که نشانگر شرایط آزمون است همراه می شود.
به این ترتیب:قطر ساچمه و بار و زمان اعمال بار. مثلا 30/500/1075HB
که نشان می دهد سختی 75 با ساچمه ای به قطر 10mmو بار 500kgکه به مدت 30ثانیه اعمال شده به دست آمده است.
عدد سختی برینل اندازه گیری شده با ساچمه استاندارد را می توان حداکثر به حدود 500HB رساند با سختتر شدن نمونه ساچمه خود نیز تغییر شکل می دهد و نتیجه ی حاصل دقیق نخواهد بود.حد بالای سختی اندازه گیری شده را می توان با استفاده از ساچمه تنگستن کاربید به جای فولاد سخت شده افزایش داد در آن حالت امکان آزمون قطعات با سختی حدود 650HB نیز وجوددارد.
دو نوع سختی دیگر نیز به نامهای سختی سنجی ویکرزکه با HV و سختی سنجی راکول که با HR نشان می دهند وجود دارد که در جدول 1 آمده است.
از مزایای و معایب روش برینل اینست که چون سطح اثر بزرگ است فقط نمونه های ضخیم مورد آزمایش قرار می گیرند.البته بزرگی سطح اثر وقتی مزیت محسوب می شود که ماده همگن نباشد.سطح نمونه ی آزمون در روش برینل نباید لزوماٌ به صافی سطوح مورد نیاز در سختی سنجی با دندانه های کوچکتر باشد.همچنین خواندن سختی از صفحه مدرج ساده تر از استفاده از میکروسکوپ برای اندازه گیری قطر سطح اثر است.به علت تغییر شکل ساچمه فولادی روش برینل برای سختیهای بالای 500HB دقیق نیست . گستره ی کاری آن را می توان با استفاده از ساچمه تنگستن کاربیدی تا 650HB
افزایش داد.

دستگاههای سختی سنج در صنعت نقش غیر قابل انکاری دارند. این دستگاهها، دستگاههای مکانیکی هستند که بعضاً برخی از آنها ترکیبی از علوم مکانیکی و الکتریکی هستند. چندین مدل از این دستگاههای در بازار امروز وجود دارد که هر روزه به تعداد آن ها اضافه می شود اما از انواع اصلی آن ها می توان دستگاههای راکول، برنیل، ویکرز، اولتراسونیک و لیپ را نام برد. شاید بهتر باشد که به جای کلمه ی دستگاه از کلمه روش استفاده کرد زیرا هرکدام از آن ها دارای مکانیزم متفاوتی است و دستگاههایی وجود دارند که هم به روش راکول و هم به روش ویکرز کار می کنند.
دو مورد آخر یعنی اولتراسونیک و لیپ در ایران کاربرد کمتری دارند که بعداً درمورد آن ها به تشریح پرداخته خواهد شد. 
راکول 
راکول برای اندازه گیری سختی فلزات نسبتاً سخت مورد استفاده قرار می گیرد که بر سه نوع است : 
راکول A : که نیروی 60 کیلوگرم را اعمال می کند 
راکول B که نیروی 100 کیلوگرم را اعمال می کند
راکول C که نیروی 150 کیلوگرم را اعمال می کند
راکول هم بصورت ساچمه ای و هم بصورت سوزنی موجود است. 
اساس کار اغلب این دستگاهها به نقطه اثر ایجاد شده به روی سطح فلز است. راکول ساچمه ای به کمک 1 ساچمه کار می کند بطوریکه وزن اعمال شده به روی فلز بواسطه ی این ساچمه فلز منتقل می شود که دارای اندازه های مختلفی است ولی راکول سوزنی به کمک یک سوزن این نیرو را روی فلز ایجاد می کند که نقطه اثر آن بصورت یک مخروط 120 درجه خواهد بود. راکول های از نوع A و C هردو نقطه اثر آن ها بصورت یک مخروط 120 درجه است ولی راکول، ساچمه ندارد و دارای سوزن هرمی شکل با زاویه 130 درجه است که نقطه اثر آن یک چهار گوش است. 
ویکرز بر دو نوع است : 
میکرو ویکرز که در اوزان گرمی تا وزن 1 کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد. 
ماکرو ویکرز که در اوزان 2 تا 120 کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد. 
ویکرز همانند میکرومتر عمق فرورفتگی را اندازه گیری می کند. 
از آن جایی که گستره ی استفاده از میکرو ویکرز در اوزان بسیار کم است، دستگاههایی که اندازه گیری را به روش میکرو ویکرز انجام می دهند باید در محیطی ایزوله قرار گیرند که مثال نزدیک به آن می تواند ترازوهای دقیق جواهر فروشی باشد. 
ویکرز بیشتر در صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد و گستره ی اوزانی که بیشترین استفاده را دارند، وزن های 5 و 10 و 30 کیلوگرم است. 
برینل
از دیگر روش ها یا دستگاهها سختی سنجی می توان برینل را نام برد که مکانیزم آن ساچمه ای است. ساچمه هایی که در برینل مورد استفاده قرار می گیرند ساچمه های 5/2 و 5 و 10 میلی متری است. 
در کشور ما ایران بیشترین استفاده از برینل در وزن های 187 و 250 کیلوگرم است. 
در صنعت فولاد و فولادسازی از برنیل با وزن 3000 کیلوگرم و ساچمه 10 میلی متری استفاده می شود. از دیگر زمینه های کاربرد برینل می توان از کاربرد آن در ریخته گری نام برد. 

لیپ که روش دیگری برای سختی سنجی فلزات است در سیستم های بسیار بزرگ کاربرد دارد. زیرا نمی توان همواره قطعه ی کار را به کارگاه حمل کرد و در آن جا به سختی سنجی پرداخت. بنابراین باید دستگاهی وجود داشته باشد که بتوان آن را به محیط های گوناگون که سیستم ها و قطعات سنگین در آن جا وجود دارد حمل کرد. این دستگاه که بصورت پرتابل و قابل حمل است به روش پرتابی کار می کند بطوریکه در درون استوانه ای یک ساچمه وجود دارد که با پرتاب آن به سمت سطح فلز و اندازه گیری سرعت برگشت آن می توان مقدار سختی آن را اندازه گرفت. سرعت ساچمه در هنگام برگشت بر روی مانیتوری که به آن متصل است، نمایش داده می شود. از بین دستگاهها و روش های ذکر شده، راکول C و ویکرز بیشترین کاربرد را در ایران دارند. 
بنابراین اساس کار اغلب دستگاهها و روش های بالا بررسی نقطه اثر ایجاد شده بر روی سطح فلز است که برخی عمق این نقطه اثر را اندازه گیری می کنند و برخی قطرهای نقش ایجاد شده بر روی سطح فلز را اندازه گیری می کنند و سپس با تطابق آن اندازه ها با جدولی که از قبل تهیه شده است، میزان سختی را بدست می آورند. ویدئوکلیپی که به این مقاله ضمیمه شده، با جزئیات بیشتر به تشریح طرز کار آن هاپرداخته شده است.