دستگاه‌های تست مکانیکی در صنعت فولاد

دستگاه‌های تست مکانیکی نقشی حیاتی در ارزیابی کیفیت و خواص محصول تولید شده در صنعت فولاد را دارند. از این دستگاه‌ها به منظور بررسی خواص مکانیکی فولاد به کار می‌روند که از جمله می‌توان به خواص استحکام، سختی، چقرمگی و مقاومت را نام برد. در ادامه به برخی از مهم‌ترین دستگاه‌های تست مکانیکی در صنعت فولاد به همراه کاربرد و اهمیت هر یک پرداخته شده است.

دستگاه تست کشش (Tensile Testing Machine)

 از این دستگاه برای اندازه‌گیری خواص کششی فولاد مانند استحکام کششی (Tensile Strength)، استحکام تسلیم (Yield Strength)، ازدیاد طول (Elongation) و کاهش سطح مقطع (Reduction of Area) استفاده می‌شود. نتایج این تست از این جهت اهمیت دارد که به تعیین قابلیت تحمل بار فولاد تحت نیروهای کششی کمک می‌کند. این اطلاعات برای طراحی قطعات فولادی در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساختمان‌سازی و هوافضا حائز اهمیت است.

دستگاه تست سختی (Hardness Testing Machine)

از این دستگاه برای اندازه‌گیری سختی فولاد به روش‌های مرسوم در این صنعت از جمله روش راکول (Rockwell)، برینل (Brinell) و ویکرز (Vickers) استفاده می‌شود. سختی فولاد از این جهت حائز اهمیت است که نشان‌دهنده مقاومت آن در برابر تغییر شکل موضعی و سایش است. به همین جهت برای انتخاب فولاد مناسب در کاربردهای سایشی و تحت فشار بالا اندازه گیری این پارامتر بسیار مهم است.

دستگاه تست ضربه (Impact Testing Machine)

از این تست برای اندازه‌گیری چقرمگی فولاد و مقاومت آن در برابر شکست ناگهانی تحت بارهای ضربه‌ای استفاده می‌شود. از جمله روش‌های متداول این تست می‌توان به شارپی (Charpy) و ایزود (Izod) هستند. چقرمگی فولاد از این جهت حائز اهمیت است که در کاربردهایی مانند سازه‌های دریایی یا تجهیزات صنعتی که احتمال بارهای ضربه‌ای وجود دارد، این تست کمک می‌کند تا از شکست ناگهانی فولاد جلوگیری شود.

دستگاه تست خستگی (Fatigue Testing Machine)

 از این دستگاه برای بررسی مقاومت فولاد در برابر شکست در زمانی که بارهای تکراری یا متناوب به آن اعمال می‌شود، استفاده می‌شود. از آنجایی که خستگی یکی از دلایل اصلی شکست در قطعات فولادی است. این تست به تعیین عمر مفید قطعات فولادی تحت بارهای متناوب کمک می‌کند که در طراحی قطعاتی مانند شفت‌ها، فنرها و سازه‌های هوافضا حائز اهمیت است.

دستگاه تست خمش  (Bend Testing Machine)

به منظور ارزیابی قابلیت خمش فولاد و همچنین بررسی ترک‌ها یا شکست‌های سطحی پس از خمش از این دستگاه استفاده می‌شود. از این رو این تست برای بررسی انعطاف‌پذیری فولاد و همچنین کیفیت جوش در قطعات جوش‌کاری‌شده بسیار حائز اهمیت است.

دستگاه تست فشار  (Compression Testing Machine)

 به منظور اندازه‌گیری مقاومت فولاد در برابر نیروهای فشاری از این تست استفاده می‌شود. در کاربردهایی مانند طراحی ستون‌ها، پایه‌ها و سایر قطعات تحت فشار باید از این تست استفاده کرد و به همین جهت بسیار اهمیت دارد.

دستگاه تست خزش  (Creep Testing Machine) 

برای بررسی تغییر شکل فولاد تحت بارهای ثابت و در دمای بالا این تست مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تست به تعیین مقاومت فولاد در دماهای بالا در برابر تغییر شکل در طول زمان کمک می‌کند. خزش در توربین‌های گازی و موتورهای جت که در دماهای بالا از فولاد استفاده می‌کنند، بسیار مهم است.

دستگاه تست سختی سطحی (Microhardness Testing Machine)  

برای اندازه‌گیری سختی در مقیاس میکروسکوپی و به منظور بررسی لایه‌های سطحی فولاد از این تست استفاده می‌شود. این تست در بررسی خواص سطحی و موضعی فولاد، مانند مناطق جوش‌کاری‌شده یا عملیات‌های حرارتی موضعی، بسیار مفید است.

دستگاه تست کشش در دمای بالا  (High-Temperature Tensile Testing Machine)

برای اندازه‌گیری خواص کششی فولاد در دماهای بالا به طور مثال در کاربردهایی مانند موتورها و توربین‌ها که فولاد در معرض دمای بالا قرار می‌گیرد از این تست استفاده می‌شود.

دستگاه تست شکست (Fracture Testing Machine)

برای بررسی رفتار فولاد در هنگام شکست و همچنین تعیین پارامترهایی مانند چقرمگی شکست (Fracture Toughness) از این تست استفاده می‌شود. در طراحی قطعاتی که احتمال ترک‌های کوچک در آنها وجود دارد، انجام تست بسیار مهم است.

به طور کلی استفاده از این دستگاه‌ها و تست‌ها در صنعت فولاد در جهت اطمینان حاصل کردن از کیفیت محصول تولید شده و مطابقت با استانداردهای بین‌الملی است و همچنین از جهت رعایت ایمنی نیز حائز اهمیت هستند.

منابع

1. استانداردهای مرتبط  ASTM E8, ISO 6892
2.  استانداردهای مرتبط   (ویکرز)ASTM E10   ، (برینل) ASTM E18  و (راکولASTM E92 (
3. استانداردهای مرتبط ASTM E23, ISO 148
4. استانداردهای مرتبط  ASTM E466, ISO 1099
5. استانداردهای مرتبط ASTM E190, ISO 7438
6. استانداردهای مرتبط ASTM E9
7. استانداردهای مرتبط ASTM E139, ISO 204
8. استانداردهای مرتبط ASTM E384
9. استانداردهای مرتبط ASTM E21
10. استانداردهای مرتبط ASTM E399, ISO 12135