ความแข็งบริเนลล์ (HBW) – วิธีการวัด มาตราส่วน สูตร และการประยุกต์ใช้

ความแข็งแบบบริเนลล์เป็นหนึ่งในวิธีการพื้นฐานสำหรับการประเมินความแข็งของโลหะและโลหะผสม วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการกดหัวกดทรงกลมที่ทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ลงบนพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการทดสอบ จากนั้นวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยกดถาวรที่เหลืออยู่หลังจากนำแรงกดออก ผลการทดสอบจะรายงานเป็นค่าความแข็ง เอช.บี.ดับเบิลยู..
วิธีบริเนลล์มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการทดสอบเหล็กโครงสร้าง เหล็กหล่อ เหล็กดัด เหล็กหล่อ และโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก เนื่องจากรอยกดมีขนาดค่อนข้างใหญ่ จึงใช้งานได้ดีกับวัสดุที่มีโครงสร้างไม่สม่ำเสมอ เพราะผลลัพธ์ครอบคลุมพื้นที่ของวัสดุที่ทดสอบได้มากกว่าวิธีการที่ใช้รอยกดขนาดเล็กมาก

ค่าความแข็งบริเนลล์ (BHW) หมายถึงอะไร?

ค่าความแข็งบริเนลล์เป็นตัวกำหนดความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปพลาสติกเฉพาะจุดที่เกิดขึ้นเมื่อกดหัวกดทรงกลมภายใต้แรงกดที่กำหนด
ปัจจุบัน คำที่ใช้เรียกคือ เอช.บี.ดับเบิลยู.:

• H – ความแข็ง
• B – บริเนลล์
• W – หัวกดทำจากทังสเตนคาร์ไบด์

เอกสารทางเทคนิคฉบับเก่าก็ใช้สัญลักษณ์HB เช่นกัน อย่างไรก็ตาม การทดสอบ Brinell สมัยใหม่ใช้ลูกบอลทังสเตนคาร์ไบด์ ดังนั้นสัญลักษณ์ที่ถูกต้องสำหรับผลลัพธ์คือ HBW

วิธีบริเนลล์คืออะไร?

การทดสอบเริ่มต้นด้วยการเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลและแรงกดที่เหมาะสม จากนั้นจึงกดลูกบอลลงบนพื้นผิวตัวอย่างเป็นเวลาที่กำหนด
หลังจากนำแรงกดออกแล้ว จะเกิดรอยประทับทรงกลมถาวรบนพื้นผิว โดยส่วนใหญ่มักวัดเส้นผ่านศูนย์กลางในสองทิศทางที่ตั้งฉากกัน
ค่าเฉลี่ยจะถูกนำมาใช้ในการคำนวณ:
d = (d₁ + d₂) / 2
ที่ไหน:

• d₁ – เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยกดในทิศทางแรก
• d₂ – เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยกดในทิศทางตั้งฉาก
• d – เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของชิ้นงานพิมพ์

สามารถนำเสนอรูปแบบการศึกษาได้ดังนี้:
การเลือกใช้ลูกบอล → การเลือกแรง → การใช้แรงกด → การคงแรงกด → การคลายแรงกด → การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางรอยกด → การหาค่า HBW

สูตรความแข็งบริเนลล์

ค่าความแข็งแบบบริเนลล์มีความสัมพันธ์กับค่าของแรงที่ใช้และพื้นที่ของรอยกดทรงกลม
ในระบบ SI สามารถแสดงได้ด้วยความสัมพันธ์ดังนี้:
HBW = 0,102 × 2F / [πD(D − √(D² − d²))]
ที่ไหน:

• F – แรงกด [N]
• D – เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล [มม.]
• d – เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของรอยพิมพ์ [มม.]
• 0,102 – ค่าสัมประสิทธิ์ที่เกี่ยวข้องกับวิธีการแสดงแรงในหน่วยกิโลกรัมแบบดั้งเดิม

ยิ่งรอยกดที่เกิดขึ้นมีขนาดเล็กเท่าใด เมื่อเทียบกับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและแรงที่กระทำต่อลูกบอล แสดงว่าวัสดุนั้นยิ่งมีความแข็งมากเท่านั้น
วัสดุที่อ่อนนุ่มจะทำให้หัวกดสามารถกดลงไปได้ลึกกว่า ส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยกดมีขนาดใหญ่ขึ้น ในขณะที่วัสดุที่แข็งจะมีความต้านทานมากกว่าและทำให้เกิดรอยกดที่มีขนาดเล็กกว่า

เครื่องวัดความแข็งแบบบริเนลล์

ปัจจุบัน หัวกดที่ใช้ในวิธีบริเนลล์คือ ลูกบอลคาร์ไบด์ ทังสเตน.
หัวกดต้องมีความแข็งมากกว่าวัสดุที่กำลังทดสอบมาก และต้องทนต่อการเสียรูปในระหว่างการวัด
การเสียรูปของลูกบอลเองจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตของการสัมผัสกับตัวอย่าง และจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ผิดพลาด

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลที่ใช้ในวิธีบริเนลล์

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวกดที่ใช้จะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ ขนาดของชิ้นงาน และวิธีการที่ต้องการใช้งาน

ต้องเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลให้เหมาะสมกับวัสดุที่กำลังทดสอบและความหนาของวัสดุนั้น ลูกบอลที่ใหญ่เกินไปหรือน้ำหนักที่มากเกินไปอาจทำให้ลูกบอลทะลุเข้าไปในตัวอย่างที่บางมากเกินไป

โหลดทดสอบ Brinell

แรงที่ใช้ในการทดสอบจะถูกเลือกโดยขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลและชนิดของวัสดุที่ทำการทดสอบ
ในทางปฏิบัติ หลักการรักษาอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างแรงที่กระทำกับกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลนั้นถูกนำมาใช้:
F ∝ D²
ในสัญลักษณ์กิโลกรัม-แรงแบบดั้งเดิม ความสัมพันธ์สามารถเขียนได้ดังนี้:
F = K × D²
ที่ไหน K เป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่ขึ้นอยู่กับกลุ่มของวัสดุที่ทำการทดสอบ
ด้วยการรักษาสัดส่วนที่เหมาะสมระหว่างแรงกดกับเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล จะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่เทียบเคียงกันได้เมื่อใช้หัวกดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน

ค่าสัมประสิทธิ์การรับน้ำหนักของบริเนลล์

มีการใช้ค่าสัมประสิทธิ์การรับน้ำหนักที่แตกต่างกันสำหรับวัสดุแต่ละกลุ่ม วัสดุแข็งต้องการแรงรับน้ำหนักที่สูงกว่า ในขณะที่วัสดุอ่อนจะถูกทดสอบด้วยค่าที่ต่ำกว่า

การเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล แรง และระยะเวลาการรับน้ำหนักที่เหมาะสม ควรเป็นไปตามมาตรฐานและประเภทของวัสดุที่ทำการทดสอบ

HBW 10/3000 – หมายความว่าอย่างไร?

หนึ่งในระบบที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดที่ใช้ในการทดสอบเหล็กคือ:
HBW 10/3000
ซึ่งหมายถึงการใช้:

• ลูกบอลทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม,
• แรงที่สอดคล้องกับภาระทางประวัติศาสตร์ 3000 กิโลกรัมกล่าวคือ ประมาณ 29,42 kN.

หากได้ค่าความแข็ง 250 ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ผลลัพธ์สามารถเขียนได้ดังนี้:
250 HBW 10/3000
เครื่องหมายแสดงความแข็งควรช่วยให้สามารถระบุเงื่อนไขพื้นฐานที่ใช้ในการทดสอบได้

วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยประทับอย่างไร?

หลังจากนำวัสดุที่กดทับออกแล้ว จะทำการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยพิมพ์โดยใช้ระบบแสงหรือระบบดิจิทัล
การวัดจะดำเนินการในสองทิศทางที่ตั้งฉากกัน
หากการพิมพ์ถูกต้องและพื้นผิวตัวอย่างได้รับการเตรียมอย่างเหมาะสม ความแตกต่างระหว่าง d₁ และ d₂ ควรจะน้อย
ปัญหาในการอ่านอาจเกิดขึ้นได้หาก:

• พื้นผิวไม่เรียบหรือขรุขระ
• การมีอยู่ของเกล็ด
• ความไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่เด่นชัดของวัสดุ
• โครงสร้างจุลภาคที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
• การเสียรูปของตัวอย่าง
• ความหนาของชิ้นส่วนที่ทดสอบน้อยเกินไป

ความสำคัญของการเตรียมพื้นผิว

พื้นผิวของชิ้นส่วนที่ทดสอบควรเอื้อต่อการกำหนดขอบเขตของรอยประทับได้อย่างแม่นยำ
การขัดเงาอย่างละเอียดมากนั้นไม่จำเป็นเสมอไป เช่นเดียวกับการวัดความแข็งระดับไมโครวิกเกอร์ แต่พื้นผิวควรมีลักษณะดังนี้:

• ทำความสะอาด,
• ปราศจากเศษตะกรัน
• ปราศจากรอยขีดข่วนหนาๆ
• เรียบพอ
• ได้รับการรองรับอย่างมั่นคงตลอดการตรวจ

นอกจากนี้ การปรับสภาพพื้นผิวต้องไม่ก่อให้เกิดความร้อนสูงเฉพาะจุดหรือการบดอัดที่จะทำให้ความแข็งของชั้นผิวเปลี่ยนแปลงไป

ความหนาของตัวอย่างและผลลัพธ์ HBW

ชิ้นส่วนที่นำมาทดสอบจะต้องมีความหนาที่เหมาะสมกับความลึกของรอยพิมพ์ที่เกิดขึ้น
หากตัวอย่างบางเกินไป วัสดุรองรับหรือตัวรองรับอาจส่งผลต่อผลการวัดได้
ความหนาที่น้อยเกินไปอาจทำให้เกิดการเสียรูปที่เห็นได้ชัดบนพื้นผิวด้านตรงข้ามได้เช่นกัน
ดังนั้น การเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลและน้ำหนักบรรทุกจึงควรคำนึงถึงความหนาของชิ้นส่วนที่ทดสอบเสมอ

ระยะห่างระหว่างรอยประทับและจากขอบของชิ้นงานทดสอบ

ปรากฏการณ์บริเนลลิ่งทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกเฉพาะจุด ไม่เพียงแต่ใต้ลูกบอลโดยตรงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริเวณรอบๆ ด้วย
ด้วยเหตุนี้ การพิมพ์ครั้งต่อๆ ไปจึงไม่ควรทำในระยะเวลาที่ใกล้กันเกินไป
นอกจากนี้ คุณควรเว้นระยะห่างที่เหมาะสมจากขอบของชิ้นส่วนที่กำลังทดสอบด้วย
หากทำการวัดถี่เกินไป บริเวณที่เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปทรงอาจทับซ้อนกันและส่งผลต่อผลการวัดครั้งต่อไป

ขอบเขตการประยุกต์ใช้ของวิธีบริเนลล์

วิธีการ HBW มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่การกดเป็นรอยลึกขนาดใหญ่ช่วยให้สามารถหาค่าเฉลี่ยของความแตกต่างในโครงสร้างจุลภาคเฉพาะที่ได้
ใช้ในการตรวจสอบหลายสิ่งหลายอย่าง รวมถึง:

• เหล็กโครงสร้าง,
• เหล็กกล้าอัลลอยต่ำ
• เหล็กหลังจาก การอบอ่อน i การทำให้เป็นปกติ,
• เหล็กหล่อสีเทา
• เหล็กหล่อเหนียว
• เหล็กหล่อ
• การตีขึ้นรูป,
• การหล่อขึ้นรูป
• โลหะผสมอะลูมิเนียม
• โลหะผสม ทองแดง,
• โลหะบรอนซ์และทองเหลือง

เหตุใดวิธีการวัดแบบบริเนลล์จึงใช้ได้ผลดีกับเหล็กหล่อและวัสดุหล่อ?

เหล็กหล่อและวัสดุหล่อหลายชนิดมีโครงสร้างจุลภาคที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
ในพื้นที่เล็กๆ อาจพบส่วนประกอบโครงสร้างที่แตกต่างกันซึ่งมีความแข็งต่างกันได้
หากรอยกดมีขนาดเล็กมาก ผลลัพธ์อาจขึ้นอยู่กับว่าหัวกดไปกระทบกับส่วนประกอบใดของโครงสร้างจุลภาคเป็นอย่างมาก
การทดสอบรอยบุ๋มแบบบริเนลล์ขนาดใหญ่ครอบคลุมปริมาณวัสดุที่มากกว่า และให้ผลลัพธ์เฉลี่ยที่เป็นตัวแทนได้ดีกว่า
นี่คือหนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของวิธีการ HBW

บริเนลล์และเหล็กกล้าชุบแข็ง

โดยปกติแล้ว วิธีบริเนลล์ไม่ใช่ตัวเลือกแรกสำหรับการวัดความแข็งระดับสูงมาก แข็งตัว เหล็ก.
ที่ระดับความแข็งสูง รอยบุ๋มจะมีขนาดค่อนข้างเล็ก ทำให้ยากต่อการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างแม่นยำ และลดประโยชน์ในทางปฏิบัติของวิธีการนี้ลง
ต่อไปนี้เป็นวิธีการที่นิยมใช้กันทั่วไปในการทดสอบเหล็กกล้าชุบแข็ง:

• ร็อคเวลล์ เอชอาร์ซี,
• วิคเกอร์ส เอชวี.

อย่างไรก็ตาม ค่าความแข็งแบบบริเนลล์ยังคงมีประโยชน์มากในช่วงความแข็งระดับต่ำและปานกลาง

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง Brinell กับ Rockwell

Brinell กับ Vickers – ความแตกต่างที่สำคัญที่สุด

วิธีการของวิคเกอร์สใช้หัวกดเพชรที่มีรูปร่างคล้ายพีระมิดฐานสี่เหลี่ยม โดยจะวัดความยาวเส้นทแยงมุมของรอยกด ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลาง
ระบบวัดความแข็งวิคเกอร์ช่วยให้สามารถทดสอบความแข็งได้หลากหลายช่วง และในพื้นที่ของวัสดุที่เล็กกว่ามาก
อย่างไรก็ตาม ค่า Brinell มีข้อได้เปรียบเป็นพิเศษในกรณีที่ต้องการค่าที่แสดงถึงพื้นที่ของวัสดุที่มากขึ้น

ข้อดีของวิธีบริเนลล์

ข้อดีที่สำคัญที่สุด ได้แก่:

• สามารถวัดซ้ำได้อย่างแม่นยำด้วยการเตรียมตัวอย่างที่เหมาะสม
• รอยประทับขนาดใหญ่ที่เฉลี่ยความไม่สม่ำเสมอของโครงสร้าง
• เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหล่อและการตีขึ้นรูป
• ความเป็นไปได้ในการทดสอบเหล็กกล้า เหล็กหล่อ และโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กหลายชนิด
• มีประเพณีทางอุตสาหกรรมมายาวนานและมีข้อมูลเปรียบเทียบให้เปรียบเทียบอย่างกว้างขวาง
• ความเป็นไปได้ของความสัมพันธ์โดยประมาณระหว่างความแข็งและความแข็งแรงดึงสำหรับเหล็กบางชนิด

ข้อเสียและข้อจำกัดของวิธีบริเนลล์

วิธีการนี้ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน:

• ทิ้งร่องรอยถาวรที่ค่อนข้างใหญ่ไว้
• ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่บางมาก
• วิธีนี้ไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุดสำหรับเหล็กกล้าที่แข็งมาก
• ต้องใช้การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยพิมพ์ด้วยวิธีการทางแสง
• ช้ากว่าวิธีของร็อคเวลล์
• ไม่เหมาะสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคในบริเวณเล็ก ๆ
• พื้นผิวตัวอย่างต้องเอื้อต่อการอ่านขอบเขตของรอยพิมพ์อย่างถูกต้อง

ความแข็งบริเนลล์และความแข็งแรงดึง Rm

สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำหลายชนิด ความแข็งแบบบริเนลล์และความแข็งแรงดึงมีความสัมพันธ์กันโดยประมาณ
โดยประมาณแล้ว สามารถพบความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:
Rm ≈ 3,4–3,6 × HBW
ที่ไหน:

• Rm – ความแข็งแรงดึง [MPa]
• เอช.บี.ดับเบิลยู. – ค่าความแข็งแบบบริเนลล์

ตัวอย่างเช่น สำหรับค่าความแข็งประมาณ 200 HBW จะได้ผลลัพธ์ดังนี้:
Rm ≈ 700 MPa
อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์นี้เป็นเพียงค่าประมาณ และไม่ควรนำไปใช้กับวัสดุทุกชนิดโดยอัตโนมัติ
ควรใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษในกรณีต่อไปนี้:

• เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก,
• เหล็กกล้าดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์
• เหล็กกล้าชุบแข็งด้วยการตกตะกอน,
• เหล็กหล่อ,
• โลหะผสม อลูมิเนียม,
• โลหะผสมนิกเกล.

การแปลง HBW เป็น HRC และ HV

ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรม มักจำเป็นต้องเปรียบเทียบค่าความแข็งแบบบริเนลล์กับค่าความแข็งแบบร็อคเวลล์หรือวิคเกอร์ส
การแปลงค่าดังกล่าวควรดำเนินการโดยใช้ตารางแปลงค่าที่เหมาะสม
ไม่มีความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์สากลใดที่ใช้ได้กับโลหะทุกชนิด
ตัวอย่างค่าโดยประมาณสำหรับเหล็กกล้า:

ค่าที่ได้ควรพิจารณาว่าเป็นค่าโดยประมาณ การคำนวณที่แม่นยำขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุที่ทดสอบและช่วงความแข็งของวัสดุนั้น

ข้อผิดพลาดในการวัดความแข็งแบบบริเนลล์

สาเหตุของข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่:

• พื้นผิวที่เตรียมไม่ถูกต้อง
• เลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางลูกบอลไม่ถูกต้อง
• น้ำหนักบรรทุกน้อยเกินไปหรือมากเกินไป
• ตัวอย่างบางเกินไป
• สร้างความประทับใจที่ใกล้ขอบเขตมากเกินไป
• การสร้างความประทับใจครั้งต่อๆ ไปนั้นเกิดขึ้นถี่เกินไป
• การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยพิมพ์ไม่ถูกต้อง
• การเสียรูปหรือการสึกหรอของหัวกด
• การรองรับที่ไม่มั่นคงของชิ้นส่วนที่ทดสอบ
• เครื่องวัดความแข็งที่ตรวจสอบแล้วไม่ถูกต้อง

มาตรฐานสำหรับวิธีบริเนลล์

มาตรฐานสากลพื้นฐานสำหรับการทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์คือ ISO.6506.
ชุดเอกสารนี้ประกอบด้วยข้อกำหนดต่างๆ เช่น ข้อกำหนดสำหรับวิธีการทดสอบ การตรวจสอบเครื่องจักร การสอบเทียบมาตรฐานความแข็ง และตารางค่าความแข็ง เป็นต้น

มาตรฐานวิธีการทดสอบ ISO ที่เผยแพร่ในปัจจุบันคือISO 6506-1:2014มาตรฐานนี้ยังคงใช้ได้อยู่ แต่กำลังมีการจัดทำฉบับใหม่ ในระบบ ASTM มาตรฐานที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันคือASTM E10-23

ISO 6506-1 และ ASTM E10

เอกสารทั้งสองฉบับอธิบายถึงการทดสอบความแข็งแบบบริเนลล์ของวัสดุโลหะ แต่ไม่ควรสันนิษฐานว่าทุกรายละเอียดของกระบวนการจะเหมือนกันทุกประการ
หากข้อกำหนดการยอมรับ คำสั่งซื้อ เอกสารของลูกค้า หรือมาตรฐานวัสดุระบุวิธีการทดสอบเฉพาะ การทดสอบจะต้องดำเนินการตามเอกสารที่อ้างถึง
สิ่งนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษในกรณีต่อไปนี้:

• การทดสอบการยอมรับ
• ใบรับรองวัสดุ
• การควบคุมคุณภาพ
• การทดสอบทางห้องปฏิบัติการที่ดำเนินการให้กับลูกค้า
• การเปรียบเทียบผลลัพธ์จากห้องปฏิบัติการต่างๆ

การวัด HBW นำไปใช้ในทางปฏิบัติที่ใดบ้าง?

ค่าความแข็งแบบบริเนลล์ถูกนำไปใช้ในหลายด้าน เช่น:

• โลหะวิทยา
• โรงหล่อ
• การตีขึ้นรูป
• การผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักร
• การควบคุมวัสดุก่อสร้าง
• การทดสอบผลิตภัณฑ์เหล็กกึ่งสำเร็จรูปขนาดใหญ่
• การยอมรับชิ้นงานหล่อและชิ้นงานตีขึ้นรูป
• ห้องปฏิบัติการวัสดุศาสตร์

สามารถทำการวัดได้ทั้งกับตัวอย่างในห้องปฏิบัติการและโดยตรงกับชิ้นส่วนของธาตุขนาดใหญ่ที่เตรียมไว้อย่างเหมาะสม

HBW ถือเป็นมูลค่าทางวัตถุหรือไม่?

ความแข็งไม่ใช่ค่าคงที่ของวัสดุที่ไม่ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทดสอบ
ค่า HBW ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึง:

• ประเภทของวัสดุ
• โครงสร้างจุลภาค
• สถานะการอบชุบด้วยความร้อน
• ระดับความแข็งของวัสดุ
• เงื่อนไขสำหรับการทำการวัด
• สภาพพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ ควรให้ความสำคัญกับเงื่อนไขการทดสอบและสภาพของวัสดุเสมอ

ความแข็งแบบบริเนลล์และการอบชุบความร้อนของเหล็ก

HBW เป็นพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์มากในการควบคุมประสิทธิภาพของการอบชุบด้วยความร้อน
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคในระหว่างกระบวนการอบอ่อน การปรับสภาพ การอบชุบความร้อน หรือกระบวนการอื่นๆ ส่งผลให้ความแข็งเปลี่ยนแปลงไป
ดังนั้น การวัดนี้จึงสามารถใช้เป็นวิธีการตรวจสอบอย่างรวดเร็วว่าวัสดุนั้นมีคุณสมบัติตามที่คาดหวังไว้หรือไม่
อย่างไรก็ตาม ความแข็งเพียงอย่างเดียวไม่ควรนำมาใช้ทดแทนการทดสอบได้อย่างสมบูรณ์:

• Rm – ความแข็งแรงดึง,
• Rp0,2 – ความแข็งแรงครากแบบดั้งเดิม,
• เอ – ส่วนขยาย,
• KV – ความแข็งแรงของแรงกระแทก.

วัสดุสองชนิดที่มีความแข็งใกล้เคียงกัน อาจมีความยืดหยุ่น ความทนทานต่อแรงกระแทก หรือความเหนียวในการแตกหักที่แตกต่างกันได้

วิธีบริเนลล์เป็นวิธีคลาสสิกและยังคงมีความสำคัญมากสำหรับการวัดความแข็งของโลหะ คุณลักษณะพื้นฐานคือการใช้ลูกบอลทังสเตนคาร์ไบด์และกำหนดความแข็งโดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มถาวร
ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของ HBW คือความสามารถในการได้ผลลัพธ์ที่เป็นตัวแทนสำหรับวัสดุที่มีโครงสร้างไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวิธีการนี้จึงได้รับความนิยมเป็นพิเศษในการทดสอบเหล็กโครงสร้าง เหล็กหล่อ ชิ้นส่วนหล่อ และชิ้นส่วนตีขึ้นรูป
ผลลัพธ์ที่ถูกต้องนั้นต้องอาศัยการเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล แรงกด ความหนาของชิ้นงาน ระยะห่างระหว่างรอยกด และการเตรียมพื้นผิวที่เหมาะสม
ในการทดสอบทางเทคนิค ควรปฏิบัติตามข้อกำหนดของมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ISO-6506 1 oraz ASTM E10.

การใช้งาน – เครื่องวัดความแข็ง Brinell HB, Rockwell HRC, Vickers HV, Knoop, Mohs

ความแข็งของโลหะและเหล็กกล้า – วิธีการวัด มาตราส่วนความแข็ง และการแปลงหน่วย
ความแข็งแบบร็อคเวลล์ HRC, HRB และ HRA – วิธีการวัด มาตราส่วน และการใช้งาน
ความแข็งบริเนลล์ (HBW) – วิธีการวัด มาตราส่วน สูตร และการประยุกต์ใช้
ความแข็งวิคเกอร์ส (HV) – วิธีการวัด สูตร และการประยุกต์ใช้
ความแข็งแบบ Knoop HK – วิธีการวัด ความแข็งระดับจุลภาค และการประยุกต์ใช้
มาตราโมห์ – ตารางแสดงความแข็งของแร่ธาตุและวัสดุต่างๆ
การแปลงค่าความแข็ง HBW, HRC, HRB และ HV – ตารางการแปลงค่า