धातु कठोरता की व्याख्या

धातु सामग्री की कठोरता कठोरता स्थानीय विरूपण, विशेष रूप से प्लास्टिक विरूपण, इंडेंटेशन या खरोंच का विरोध करने की सामग्री की क्षमता को संदर्भित करती है। यह किसी पदार्थ की कठोरता को मापने का सूचक है। विभिन्न परीक्षण विधियों के अनुसार कठोरता को तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है।
① खरोंच कठोरता. इसका उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न खनिजों की कठोरता और कोमलता की तुलना करने के लिए किया जाता है। विधि एक ऐसी छड़ का चयन करना है जिसका एक सिरा सख्त और दूसरा सिरा नरम हो, और छड़ के साथ परीक्षण की जाने वाली सामग्री को खरोंचें, और खरोंच की स्थिति के अनुसार परीक्षण की जाने वाली सामग्री की कठोरता और कोमलता का निर्धारण करें। गुणात्मक रूप से कहें तो कठोर वस्तु से बनी खरोंच लंबी होती है और नरम वस्तु से बनी खरोंच छोटी होती है।
② इंडेंटेशन कठोरता। इसका उपयोग मुख्यतः धातु सामग्री के लिए किया जाता है। विधि एक निश्चित भार के साथ परीक्षण की जाने वाली सामग्री में निर्दिष्ट इंडेंटर को दबाना है, और सामग्री की सतह पर स्थानीय प्लास्टिक विरूपण के आकार से परीक्षण की जाने वाली सामग्री की कठोरता और नरमता की तुलना करना है। इंडेंटर्स, लोड और लोड अवधि में अंतर के कारण, इंडेंटेशन कठोरता कई प्रकार की होती है, मुख्य रूप से ब्रिनेल कठोरता, रॉकवेल कठोरता, विकर्स कठोरता और माइक्रोहार्डनेस।
③ रिबाउंड कठोरता। इसका उपयोग मुख्यतः धातु सामग्री के लिए किया जाता है। विधि यह है कि परीक्षण की जा रही सामग्री के नमूने को प्रभावित करने के लिए एक विशेष छोटे हथौड़े को एक निश्चित ऊंचाई से स्वतंत्र रूप से गिराया जाता है, और सामग्री की कठोरता परीक्षण के दौरान नमूने द्वारा संग्रहीत तनाव ऊर्जा की मात्रा (और फिर जारी) द्वारा निर्धारित की जाती है। प्रभाव (छोटे हथौड़े की पलटाव ऊंचाई से मापा जाता है)।

धातु सामग्री की सबसे आम ब्रिनेल कठोरता, रॉकवेल कठोरता और विकर्स कठोरता इंडेंटेशन कठोरता से संबंधित हैं। कठोरता मान सतह पर दबाए जाने पर किसी अन्य वस्तु के कारण होने वाले प्लास्टिक विरूपण का विरोध करने के लिए सामग्री की सतह की क्षमता को इंगित करता है। रिबाउंड विधि (शोर, लीब) कठोरता को मापती है, और कठोरता मान धातु के लोचदार विरूपण फ़ंक्शन के आकार का प्रतिनिधित्व करता है।
ब्रिनेल कठोरता ब्रिनेल कठोरता एक इंडेंटर के रूप में डी के व्यास के साथ एक कठोर स्टील बॉल या कार्बाइड बॉल का उपयोग करती है, और इसे संबंधित परीक्षण बल एफ के साथ नमूने की सतह में दबाती है। निर्दिष्ट होल्डिंग समय के बाद, परीक्षण बल प्राप्त करने के लिए हटा दिया जाता है डी के व्यास के साथ एक इंडेंटेशन। परीक्षण बल को इंडेंटेशन के सतह क्षेत्र से विभाजित किया जाता है, और प्राप्त मूल्य ब्रिनेल कठोरता मूल्य है, और प्रतीक एचबीएस या एचबीडब्ल्यू है।
एचबीएस और एचबीडब्ल्यू के बीच का अंतर इंडेंटर में अंतर है। एचबीएस का मतलब है कि इंडेंटर एक कठोर स्टील की गेंद है, जिसका उपयोग 450 से नीचे ब्रिनेल कठोरता मान वाली सामग्रियों को मापने के लिए किया जाता है, जैसे हल्के स्टील, ग्रे कास्ट आयरन और गैर-लौह धातुएं। एचबीडब्ल्यू का मतलब है कि इंडेंटर एक कार्बाइड है, जिसका उपयोग 650 से नीचे ब्रिनेल कठोरता मान वाली सामग्रियों को मापने के लिए किया जाता है।
समान परीक्षण ब्लॉक के लिए, जब अन्य परीक्षण स्थितियाँ बिल्कुल समान होती हैं, तो दो परीक्षण परिणाम भिन्न होते हैं, और HBW मान अक्सर HBS मान से अधिक होता है, और पालन करने के लिए कोई मात्रात्मक नियम नहीं होता है।
2003 के बाद, मेरे देश ने समान रूप से अंतरराष्ट्रीय मानकों को अपनाया है, स्टील बॉल इंडेंटर को रद्द कर दिया है, और कार्बाइड बॉल हेड्स को अपनाया है। इसलिए, HBS का अब उपयोग नहीं किया जाता है, और HBW का उपयोग ब्रिनेल कठोरता प्रतीक को दर्शाने के लिए किया जाता है। कई मामलों में, ब्रिनेल कठोरता को केवल HB द्वारा दर्शाया जाता है, जो HBW को संदर्भित करता है। हालाँकि, एचबीएस अभी भी साहित्य पत्रों में देखा जाता है।
ब्रिनेल कठोरता माप विधि कच्चा लोहा, अलौह मिश्र धातु, विभिन्न एनील्ड और टेम्पर्ड स्टील्स के लिए उपयुक्त है। यह उन नमूनों या वर्कपीस को मापने के लिए उपयुक्त नहीं है जो बहुत कठोर, बहुत छोटे, बहुत पतले हैं और सतह पर बड़े इंडेंटेशन की अनुमति नहीं देते हैं। रॉकवेल हार्डनेस इंडेंटर और लोड के रूप में 120 डिग्री के शंकु शीर्ष कोण या Ø1.588 मिमी और Ø3.176 मिमी कठोर स्टील बॉल के साथ एक हीरे के शंकु का उपयोग करता है। नमूने को 10 किग्रा के प्रारंभिक भार और 60, 100 या 150 किग्रा (यानी, प्रारंभिक भार प्लस मुख्य भार) के कुल भार की कार्रवाई के तहत परीक्षण टुकड़े में दबाया जाता है। कुल भार लागू होने के बाद, कठोरता को इंडेंटेशन गहराई के बीच अंतर द्वारा व्यक्त किया जाता है जब मुख्य भार हटा दिया जाता है लेकिन मुख्य भार बरकरार रखा जाता है और प्रारंभिक लोड की कार्रवाई के तहत इंडेंटेशन गहराई के बीच अंतर होता है। रॉकवेल कठोरता परीक्षण तीन परीक्षण बलों और तीन इंडेंटर्स का उपयोग करता है, जिसमें कुल 9 संयोजन होते हैं, जो रॉकवेल कठोरता के 9 पैमानों के अनुरूप होते हैं। इन 9 पैमानों के अनुप्रयोग में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली लगभग सभी धातु सामग्री शामिल हैं। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एचआरए, एचआरबी और एचआरसी हैं, जिनमें से एचआरसी सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एचआरसी स्केल की उपयोग सीमा 20~70HRC है। जब कठोरता मान 20HRC से कम होता है, क्योंकि इंडेंटर का शंक्वाकार भाग बहुत अधिक दबाया जाता है, संवेदनशीलता कम हो जाती है, और इसके बजाय HRB स्केल का उपयोग किया जाना चाहिए; जब नमूने की कठोरता 67HRC से अधिक होती है, तो इंडेंटर की नोक पर दबाव बहुत बड़ा होता है, हीरा आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाता है, और इंडेंटर का जीवन बहुत छोटा हो जाएगा, इसलिए इसके बजाय आमतौर पर HRA स्केल का उपयोग किया जाना चाहिए।
रॉकवेल कठोरता परीक्षण सरल, त्वरित और छोटा इंडेंटेशन है। यह तैयार उत्पादों की सतह और सख्त और पतले वर्कपीस का परीक्षण कर सकता है। छोटे इंडेंटेशन के कारण, असमान संरचना और कठोरता वाली सामग्रियों के लिए कठोरता मूल्य में काफी उतार-चढ़ाव होता है, और सटीकता ब्रिनेल कठोरता जितनी अधिक नहीं होती है। रॉकवेल कठोरता का उपयोग स्टील, अलौह धातुओं, सीमेंटेड कार्बाइड आदि की कठोरता को मापने के लिए किया जाता है।
विकर्स कठोरता विकर्स कठोरता विकर्स कठोरता का माप सिद्धांत ब्रिनेल कठोरता के समान है। 136 डिग्री के सापेक्ष कोण के साथ एक हीरे के नियमित टेट्राहेड्रोन इंडेंटर का उपयोग एक निर्दिष्ट परीक्षण बल एफ के साथ सामग्री की सतह में दबाने के लिए किया जाता है। परीक्षण बल को एक निर्दिष्ट समय तक बनाए रखने के बाद हटा दिया जाता है। कठोरता मान नियमित टेट्राहेड्रोन इंडेंटेशन के प्रति इकाई सतह क्षेत्र के औसत दबाव द्वारा व्यक्त किया जाता है, और प्रतीक एचवी है। विकर्स कठोरता की एक विस्तृत माप सीमा होती है और यह 10~1000HV की कठोरता सीमा वाली सामग्रियों को माप सकता है। इसमें एक छोटा सा इंडेंटेशन होता है और इसका उपयोग आम तौर पर पतली सामग्री और सतह को सख्त करने वाली परतों जैसे कार्बराइजिंग और नाइट्राइडिंग को मापने के लिए किया जाता है।
लीब हार्डनेस एक निश्चित बल के तहत परीक्षण टुकड़े की सतह पर प्रभाव डालने और फिर पलटाव करने के लिए टंगस्टन कार्बाइड बॉल हेड से सुसज्जित प्रभाव निकाय के एक निश्चित द्रव्यमान का उपयोग करता है। सामग्रियों की अलग-अलग कठोरता के कारण, प्रभाव के बाद पलटाव की गति भी अलग होती है। प्रभाव उपकरण पर स्थायी चुंबकीय सामग्री स्थापित की जाती है। जब प्रभाव शरीर ऊपर और नीचे चलता है, तो इसका परिधीय कुंडल गति के आनुपातिक एक विद्युत चुम्बकीय संकेत को प्रेरित करेगा, जिसे फिर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के माध्यम से लीब कठोरता मान में परिवर्तित किया जाता है, और प्रतीक को एचएल के रूप में चिह्नित किया जाता है।
लीब कठोरता परीक्षक को कार्यक्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है। इसका कठोरता सेंसर पेन जितना छोटा है और इसे सीधे हाथ से संचालित किया जा सकता है। इसका आसानी से पता लगाया जा सकता है, भले ही यह एक बड़ा, भारी वर्कपीस हो या जटिल ज्यामितीय आयामों वाला वर्कपीस हो।
लीब कठोरता का एक अन्य लाभ यह है कि यह उत्पाद की सतह को थोड़ा नुकसान पहुंचाता है और कभी-कभी इसे गैर-विनाशकारी परीक्षण के रूप में उपयोग किया जा सकता है; यह सभी दिशाओं, संकीर्ण स्थानों और विशेष भागों में कठोरता परीक्षण में अद्वितीय है।