โดยปกติแล้วค่าความแข็งของเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งผิวแล้วจะมีค่าความแข็งสูงสุดที่บริเวณผิวและค่าความแข็งลดลงตามความลึกเข้าไปในชิ้นงาน ดังนั้นการตรวจวัดคุณภาพงานชุบแข็งผิวจึงสนใจที่ ค่าความแข็งผิว (surface hardness or case hardness) และค่าความลึกผิวแข็ง (case depth) ด้วย

ความแข็งผิว (case hardness) คือค่าความแข็งที่ผิวของชิ้นงานที่ได้จากการชุบแข็งผิว ส่วนค่าความลึกผิวแข็ง คือระยะทางจากผิวถึงบริเวณด้านในชิ้นงานที่มีค่าความแข็งลดลงจนถึงค่าตามเกณฑ์ที่พิจารณา โดยปกติแล้วการกำหนดค่าความลึกผิวแข็งตามเกณฑ์มี 2 แบบ ที่เรียกกันทั่วไปว่า ความลึกผิวแข็งทั้งหมด (total case depth) และ ความลึกผิวแข็งที่มีประสิทธิภาพ
(effective case depth)

Total case depth คือระยะทางจากผิวถึงบริเวณหรือจุดแรกด้านในชิ้นงานที่มีค่าความแข็งเท่ากันกับค่าความแข็งของชิ้นงานด้านในหรือใจกลางชิ้นงาน (core hardness) โดยปกติแล้วการตรวจวัด total case depth จะใช้วิธีการตรวจสอบโดยการเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยา ได้แก่ การตัด ขัดหยาบ ขัดละเอียด และ กัดกรด แล้วถ่ายภาพจากกล้องจุลทรรศน์แสงสะท้อนโดยต้องสอบเทียบระยะจากการขยายของเลนส์และชุดอุปกรณ์ถ่ายภาพต่างๆ ด้วยเพื่อที่จะกำหนดระยะจากภาพถ่ายได้

Effective case depth คือระยะทางจากผิวถึงบริเวณหรือจุดแรกด้านในชิ้นงานที่มีค่าความแข็งลดลงจนถึงค่าความแข็งตามเกณฑ์ เช่น กำหนดให้ 513 HV หรือ 50 HRC ค่าความแข็งที่ตำแหน่งลึกไปจากนี้จะยังคงลดลงต่อไปจนถึงระยะ total case depth นั่นเอง โดยเรียกค่าความแข็งที่ใช้เป็นเกณฑ์ว่า effective case depth hardness การวัดค่า Effective case depth hardness นั้นส่วนใหญ่อาศัยเทคนิคการวัดความแข็งแบบ Micro-Vickers และ knoop โดยต้องเลื่อนชิ้นงานเพื่อวัดความแข็งที่ระยะความลึกเข้าไปจากผิวต่างๆ กัน จนกระทั่งถึงระยะหนึ่งที่ค่าความแข็งลดลงเท่ากับเกณฑ์เป็นตำแหน่งแรก



ความแข็งผิว (Case Hardness) และความลึกผิวแข็ง (Case Depth)

 
เรียบเรียงโดย อุษณีย์ กิตกำธร
 
ตารางแสดงค่าความแข็งที่ใช้เป็นเกณฑ์กำหนด effective case depth อ้างอิงตาม SAE J423
Carbon content Effective case depth hardness
(wt.%) HRC HV
0.28 – 0.32 35 345
0.33 – 0.42 40 392
0.43 – 0.52 45 446
0.53 and over 50 513
 


อ้างอิง
[1] SAE J423: Case Depth, (February 1998)
[2] ASTM E-140 – 02 : Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship
Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness,
Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness