บริการทดสอบความแข็งของวัสดุ (Hardness Testing)

การทดสอบความแข็งคืออะไร 

ความแข็ง (Hardness) คือคุณสมบัติของวัสดุที่ทำให้สามารถต้านทานการเปลี่ยนรูปแบบถาวร (Plastic Deformation) โดยทั่วไปมักหมายถึงการต้านทานการกดทะลุของวัสดุ แต่คำว่า “ความแข็ง” ยังสามารถหมายถึงความสามารถในการต้านทานการงอ การขีดข่วน การสึกกร่อน หรือการตัดด้วยเช่นกัน 

ในอดีต การทดสอบความแข็งมักทำโดยดูความสามารถของวัสดุในการต้านทานการขีดข่วนหรือการตัด ตัวอย่างเช่น วัสดุ B สามารถขีดข่วนวัสดุ C ได้ แต่ไม่สามารถขีดข่วนวัสดุ A ได้ หรือวัสดุ A สามารถขีดข่วนวัสดุ B ได้เพียงเล็กน้อย แต่สามารถขีดข่วนวัสดุ C ได้อย่างชัดเจน การวัดความแข็งของแร่ยังสามารถใช้มาตราส่วนความแข็งแร่ (สเกลของโมส์ หรือ Mohs Scale) ซึ่งจัดลำดับความสามารถของวัสดุในการต้านทานการขีดข่วนจากวัสดุอื่น วิธีการประเมินความแข็งสัมพัทธ์ที่คล้ายกันยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เช่น การทดสอบด้วยตะไบ (File Test) โดยใช้ตะไบที่ผ่านการชุบแข็งตามค่าความแข็งที่ต้องการ ขูดบนผิววัสดุที่ต้องการทดสอบ หากตะไบเลื่อนไปโดยไม่กัดหรือทำให้เกิดรอย วัสดุนั้นจะแข็งกว่าตะไบ แต่ถ้าตะไบกัดหรือทำให้เกิดรอย แสดงว่าวัสดุนั้นอ่อนกว่าตะไบ 

ข้อจำกัดของการทดสอบความแข็งสัมพัทธ์ 

(Relative Hardness Test Limitations) 

การทดสอบ ความแข็งสัมพัทธ์ (Relative Hardness Test) แบบดั้งเดิมมี ข้อจำกัดในการใช้งานจริง เนื่องจาก ไม่สามารถให้ค่าตัวเลขเชิงปริมาณที่แม่นยำ หรือ สเกลมาตรฐานที่ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องใช้กับ โลหะ (Metals) และ วัสดุสมัยใหม่ (Modern Materials) ที่มีคุณสมบัติซับซ้อนมากขึ้น 

ปัจจุบัน จึงมีการใช้ วิธีมาตรฐาน (Standard Methods) เพื่อให้ได้ค่าความแข็งที่แม่นยำยิ่งขึ้น โดยอาศัย การวัดความลึกหรือพื้นที่ของรอยกด (Indentation Depth/Area) ที่เกิดจาก หัวกด (Indenter) ซึ่งมี รูปร่างเฉพาะ (Specific Geometry) และใช้ แรงกด (Applied Force) ที่กำหนดไว้อย่างแน่นอนภายในช่วงเวลาที่กำหนด

วิธีการทดสอบความแข็งของวัสดุ 

(Main Standard Hardness Testing Methods) 

มีวิธีการทดสอบความแข็งที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลหลัก 3 วิธี ได้แก่: 

1. การทดสอบความแข็งร็อกเวล (Rockwell Hardness Test – RHT) 
   ใช้ หัวกดทรงกลม (Ball Indenter) หรือ หัวกดเพชรทรงกรวย (Diamond Cone Indenter) วัด ความลึกของรอยกด (Indentation Depth) เพื่ออ่านค่าความแข็งได้โดยตรงจากเครื่องทดสอบ 

2. การทดสอบความแข็งบรินเนล (Brinell Hardness Test – BHT) 
   ใช้ หัวกดทรงกลมเหล็กหรือทังสเตนคาร์ไบด์ (Spherical Steel or Tungsten Carbide Ball Indenter) วัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ รอยกด (Indentation Diameter) แล้วคำนวณหาค่าความแข็ง 

3. การทดสอบความแข็งวิกเกอร์ส (Vickers Hardness Test – VHT) 
   ใช้ หัวกดทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยม (Square-Based Pyramidal Diamond Indenter) วัด เส้นทแยงมุมของรอยกด (Indentation Diagonals) เพื่อหาค่าความแข็งที่แม่นยำ เหมาะสำหรับวัสดุบางหรือชิ้นเล็ก 

4. การทดสอบความแข็งระดับจุลภาค (Microhardness Test) 
   ใช้สำหรับวัดค่าความแข็งของวัสดุในระดับจุลภาค เช่น ชั้นเคลือบบาง หรือโครงสร้างจุลภาค 

5. การทดสอบความแข็งโมส์ (Mohs Hardness Test) 
   ใช้เปรียบเทียบความแข็งโดย การขีดข่วน (Scratch Test) ตามลำดับตั้งแต่ ทัลก์ (Talc = 1) จนถึง เพชร (Diamond = 10) เหมาะสำหรับการจำแนกแร่ธาตุ 

หมายเหตุ: แต่ละวิธีจะแบ่งออกเป็น สเกล (Scales) ต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับ แรงกด (Applied Load) และ เรขาคณิตของหัวกด (Indenter Geometry) เพื่อให้เหมาะสมกับชนิดของวัสดุที่ต้องการทดสอบ 

DEXON พร้อมช่วยให้คุณมั่นใจในคุณภาพและความเหมาะสมของวัสดุ