রকওয়েল, ব্রিনেল এবং ভিকারস হার্ডনেস টেস্ট: পার্থক্য এবং ইউনিট

কঠোরতা একটি মৌলিক উপাদান সম্পত্তি নয় কিন্তু একটি নির্দিষ্ট ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতির একটি পরিমাপ প্রতিক্রিয়া। সরাসরি ব্যবহারিক উত্তর হল যে রকওয়েল, ব্রিনেল এবং ভিকার্স হল তিনটি স্বতন্ত্র ইন্ডেন্টেশন হার্ডনেস টেস্ট, প্রতিটি আলাদা ইন্ডেন্টার এবং লোড ব্যবহার করে এবং বিভিন্ন ইউনিট বা স্কেলে মান তৈরি করে . রকওয়েল একটি গভীরতা পরিমাপ ব্যবহার করে এবং HRC বা HRB এর মত স্কেলে একটি মাত্রাবিহীন সংখ্যা রিপোর্ট করে। ব্রিনেল একটি কার্বাইড বলকে পৃষ্ঠে চাপেন এবং একটি মান রিপোর্ট করেন HBW (kgf/mm²) . ভিকারস একটি হীরা পিরামিড ব্যবহার করে এবং হিসাবে কঠোরতা রিপোর্ট এইচভি (এছাড়াও kgf/mm²) , পাতলা আবরণ থেকে বাল্ক উপকরণ সবকিছুর জন্য এটি বহুমুখী করে তোলে। ক সর্বজনীন কঠোরতা পরীক্ষার মেশিন এই পদ্ধতিগুলিকে একটি একক যন্ত্রে একীভূত করে, প্রায়শই একটি গভীরতা-সংবেদনকারী মার্টেনস কঠোরতা ক্ষমতা যোগ করে। কোন একক কঠোরতা পরিমাপ ইউনিট নেই; "কঠোরতার জন্য ইউনিট" স্কেল-নির্ভর, এবং পরীক্ষার মধ্যে পছন্দটি উপাদানের ধরন, নমুনা জ্যামিতি এবং প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট তথ্যের উপর নির্ভর করে।

ইউনিভার্সাল হার্ডনেস টেস্টিং মেশিন

A সর্বজনীন কঠোরতা পরীক্ষক ইন্ডেন্টার, অবজেক্টিভ লেন্স এবং লোডিং প্রোফাইল অদলবদল করে একাধিক প্রমিত কঠোরতা পরীক্ষা পদ্ধতি, সাধারণত রকওয়েল, ব্রিনেল এবং ভিকারস সঞ্চালনের জন্য একটি একক যন্ত্র। এটি পৃথক উত্সর্গীকৃত পরীক্ষকদের প্রয়োজনীয়তা দূর করে। প্রথাগত অপটিক্যাল পদ্ধতির বাইরে, উন্নত সার্বজনীন মেশিনগুলি পরিমাপের জন্য গভীরতা-সংবেদন প্রযুক্তি ব্যবহার করে মার্টেনস কঠোরতা (এইচএম) এবং আইএসও 14577 অনুযায়ী ইন্ডেন্টেশন মডুলাস। ইন্ডেন্টেশন চক্রের সময় ক্রমাগত বল-স্থানচ্যুতি বক্ররেখা রেকর্ড করে এটি অর্জন করা হয়, একটি উচ্চ-গতির কম্প্রেশন পরীক্ষার সমতুল্য উপাদান পরামিতি প্রদান করে। একটি আধুনিক সর্বজনীন মেশিন, উদাহরণস্বরূপ, থেকে পরীক্ষা শক্তি প্রয়োগ করতে পারে 1 gf থেকে 3000 kgf , ভিকারস, ব্রিনেল, রকওয়েল, এমনকি নূপ এবং প্লাস্টিক পরীক্ষার জন্য মাইক্রো, লো-লোড এবং ম্যাক্রো রেঞ্জ কভার করে। ক্লোজড-লুপ ফোর্স কন্ট্রোল সিস্টেম, প্রায়ই একটি নমুনা হার সহ 1 থেকে 2 kHz , নিশ্চিত করুন যে লোডিং রেট এবং থাকার সময় কঠোরভাবে ASTM E92 এবং ISO 6506-এর মতো মানগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

রকওয়েল, ব্রিনেল এবং ভিকার্স হার্ডনেস টেস্ট ফান্ডামেন্টাল

তিনটি পরীক্ষাই একটি উপাদানের স্থায়ী প্লাস্টিকের বিকৃতির প্রতিরোধের পরিমাপ করে, কিন্তু সেগুলি ইনডেনটার জ্যামিতি, লোড প্রয়োগ এবং পরিমাপের নীতিতে মৌলিকভাবে আলাদা।

রকওয়েল হার্ডনেস টেস্ট

রকওয়েল পদ্ধতি পরিমাপ করে অনুপ্রবেশের ডিফারেনশিয়াল গভীরতা একটি প্রাথমিক ছোট লোডের অধীনে একটি ইন্ডেন্টারের এবং একটি প্রধান লোড দ্বারা অনুসরণ করা। ক্ষুদ্র লোড (সাধারণত 10 kgf বা 3 kgf) একটি রেফারেন্স অবস্থান স্থাপন করে, পৃষ্ঠের অপূর্ণতা এবং স্থিতিস্থাপক বিকৃতি শোষণ করে। প্রধান লোড (60, 100, বা 150 kgf) তারপর প্রয়োগ এবং অপসারণ করা হয়, এবং অনুপ্রবেশ গভীরতা স্থায়ী বৃদ্ধি পরিমাপ করা হয়। কঠোরতা সংখ্যা বিপরীতভাবে এই গভীরতার সাথে সম্পর্কিত এবং একটি ডায়াল বা ডিজিটাল ডিসপ্লে থেকে সরাসরি পড়া হয়। ক রকওয়েল HRC মান 60 , উদাহরণস্বরূপ, প্রায় 0.080 মিমি গভীরতার সাথে মিলে যায়। সাধারণ স্কেলগুলির মধ্যে রয়েছে শক্ত স্টিলের জন্য HRC (হীরার শঙ্কু, 150 kgf) এবং নরম খাদগুলির জন্য HRB (1/16-ইঞ্চি বল, 100 kgf)। প্রধান সুবিধা হল গতি, কারণ অপটিক্যাল পরিমাপ ছাড়াই ফলাফলটি সেকেন্ডের মধ্যে পাওয়া যায়।

ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষা

ব্রিনেল পরীক্ষা a ব্যবহার করে টংস্টেন কার্বাইড বল ইনডেনটার , সাধারণত 10 মিমি ব্যাস, উচ্চ পরীক্ষা বল দিয়ে পৃষ্ঠে চাপ দেওয়া হয় (সাধারণত লৌহঘটিত ধাতুর জন্য 3000 kgf)। লোড অপসারণের পরে, স্থায়ী ছাপের ব্যাস অপটিক্যালি পরিমাপ করা হয়। ব্রিনেল হার্ডনেস নম্বর (HBW) ইন্ডেন্টেশনের গোলাকার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা বিভক্ত প্রয়োগকৃত লোড হিসাবে গণনা করা হয়। একটি সাধারণ ফলাফল হিসাবে লেখা হয় 350 HBW 10/3000 , 10 থেকে 15 সেকেন্ডের জন্য 10 মিমি বল এবং 3000 kgf লোড ব্যবহার করে 350 এর একটি Brinell কঠোরতা নির্দেশ করে। বৃহৎ ইন্ডেন্টেশন স্থানীয় মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈচিত্র্যের গড়পড়তা নির্ণয় করে, যা ব্রিনেলকে কাস্টিং, ফোরজিংস এবং মোটা শস্যের কাঠামো সহ উপকরণগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে। এটি খুব শক্ত উপকরণ (650 HBW এর উপরে) বা পাতলা অংশগুলির জন্য উপযুক্ত নয়, কারণ বলটি বিকৃত হতে পারে বা নমুনা ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

ভিকারস হার্ডনেস টেস্ট

Vickers পরীক্ষা একটি ব্যবহার করে হীরা স্কয়ার-ভিত্তিক পিরামিড ইনডেনটার 136 ডিগ্রীর সর্বোচ্চ কোণ সহ। নীতিটি সমগ্র লোড পরিসীমা জুড়ে অভিন্ন: ইন্ডেন্টারটিকে একটি সুনির্দিষ্ট বলের অধীনে নমুনায় চাপ দেওয়া হয় এবং ফলস্বরূপ বর্গাকার ছাপের দুটি কর্ণ অপটিক্যালি পরিমাপ করা হয় এবং গড় করা হয়। Vickers কঠোরতা হিসাবে রিপোর্ট করা হয় এইচভি , kgf-এ পরীক্ষা বল অনুসরণ করে, উদাহরণস্বরূপ 640 HV 30 . Vickers কঠোরতা জন্য ইউনিট প্রযুক্তিগতভাবে হয় kgf/mm² , কিন্তু এটি প্রচলিতভাবে একটি মাত্রাবিহীন সংখ্যা হিসাবে প্রকাশ করা হয়। যেহেতু একই ইন্ডেন্টার আকৃতি 1 gf থেকে 120 kgf পর্যন্ত শক্তির জন্য ব্যবহৃত হয়, তাই Vickers পাতলা ফয়েল এবং কেস-কঠিন স্তর থেকে বাল্ক উপকরণ পর্যন্ত কঠোরতা পরিমাপ করতে অনন্যভাবে সক্ষম, এবং ফলাফলগুলি সাধারণত কয়েকশ গ্রাম শক্তির উপরে লোড-স্বাধীন।

কঠোরতা পরিমাপ একক পদ্ধতি জুড়ে

একটি "হার্ডনেস ইউনিট" এর ধারণাটি পদ্ধতি-নির্দিষ্ট। প্রতিটি পরীক্ষার নিজস্ব রিপোর্টিং কনভেনশন রয়েছে এবং ASTM E140 এবং ISO 18265 দ্বারা সংজ্ঞায়িত রূপান্তর সারণী ছাড়া মানগুলি সরাসরি হস্তান্তরযোগ্য নয়৷ নীচের টেবিলটি মূল পরীক্ষার পদ্ধতিগুলির জন্য ইউনিট এবং স্কেল কাঠামো স্পষ্ট করে৷

তিনটি পদ্ধতির ব্যাপক তুলনা

Brinell, Rockwell, এবং Vickers কঠোরতা পরীক্ষার মধ্যে পার্থক্য শুধুমাত্র পদ্ধতিগত নয়; তারা নির্ধারণ করে যে প্রদত্ত শিল্প কাজের জন্য কোন পদ্ধতি উপযুক্ত। নিম্নলিখিত টেবিলটি একটি সরাসরি, অ্যাপ্লিকেশন-ভিত্তিক তুলনা প্রদান করে।

ভিকারস কি কঠোরতা পরীক্ষা জন্য ব্যবহৃত

Vickers কঠোরতা পরীক্ষা হল পছন্দের পদ্ধতি যখন একটি একক কঠোরতা স্কেল একটি পণ্যের উপাদান কঠোরতা সম্পূর্ণ পরিসীমা আবরণ আবশ্যক. এর প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন অন্তর্ভুক্ত কার্বারাইজড বা নাইট্রাইডেড স্টিলের কেস-গভীরতা বিশ্লেষণ , যেখানে পৃষ্ঠের প্রান্ত থেকে মূল পর্যন্ত মাইক্রো-ইন্ডেন্টেশনের একটি সিরিজ কঠোরতা গ্রেডিয়েন্টকে ম্যাপ করে। একটি সাধারণ স্পেসিফিকেশন, যেমন এইচভি 550 at a case depth of 0.5 mm , শুধুমাত্র একটি Vickers micro-hardness traverse দিয়ে যাচাই করা যেতে পারে। পরীক্ষার জন্যও অপরিহার্য যোগ্যতা welds , যেখানে তাপ-আক্রান্ত জোন, বেস মেটাল, এবং ওয়েল্ড মেটাল প্রত্যেকের আলাদা আলাদা বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং ছোট ইন্ডেন্টার এই অঞ্চলগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে। গবেষণা এবং উন্নয়নে, ভিকারগুলি সিরামিক, কম্পোজিট এবং পাতলা-ফিল্ম আবরণগুলিকে চিহ্নিত করার জন্য ব্যবহৃত হয় যেখানে অন্যান্য ইন্ডেন্টারগুলিকে ছিন্নভিন্ন করে বা খুব বড় পায়ের ছাপের প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, 3 মাইক্রন পুরু একটি TiN হার্ড আবরণ নির্ভরযোগ্যভাবে পরীক্ষা করা যেতে পারে 0.025 kgf (25 gf) , সাবস্ট্রেটের প্রভাব ছাড়াই প্রায় 0.5 মাইক্রন গভীরে একটি ইন্ডেন্টেশন তৈরি করে।

ওয়েবস্টার বনাম রকওয়েল হার্ডনেস

ওয়েবস্টার কঠোরতা পরীক্ষক হল একটি বহনযোগ্য, সরাসরি-পঠন যন্ত্র যা একটি নির্দিষ্ট ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি প্রয়োগ করে। এটি সরাসরি একটি নির্দিষ্ট রকওয়েল স্কেলের সমতুল্য নয়, তবে ওয়েবস্টার কঠোরতার মানগুলি অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য রকওয়েল বি এবং রকওয়েল এইচ স্কেলের সাথে অভিজ্ঞতাগতভাবে সম্পর্কিত। . ওয়েবস্টার বি স্কেল, উদাহরণস্বরূপ, মোটামুটি থেকে কভার করে WB 0 থেকে WB 20 , যা অনুরূপ আনুমানিক 25 থেকে 100 HRB অ্যালুমিনিয়াম এক্সট্রুশন এবং শীট জন্য. ওয়েবস্টার পরীক্ষকের সুবিধা তার বহনযোগ্যতা এবং বড় সমাবেশ, হিট এক্সচেঞ্জার এবং বিমানের কাঠামো পরীক্ষা করার ক্ষমতার মধ্যে রয়েছে যা রকওয়েল পরীক্ষকের বেঞ্চে আনা যায় না। যাইহোক, পারস্পরিক সম্পর্ক বস্তুগত-নির্দিষ্ট। 6061-T6 অ্যালুমিনিয়ামের জন্য ক্যালিব্রেট করা একটি ওয়েবস্টার পরীক্ষক 7075 বা অন্যান্য ধাতুগুলির জন্য সঠিক রকওয়েল সমতুল্য প্রদান করবে না। সুনির্দিষ্ট উপাদান শংসাপত্রের জন্য, একটি রকওয়েল বা ব্রিনেল বেঞ্চ পরীক্ষা প্রয়োজন, যেখানে ওয়েবস্টার একটি সুবিধাজনক ফিল্ড-স্ক্রিনিং টুল হিসাবে কাজ করে।

আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক কঠোরতা পরীক্ষা কীভাবে নির্বাচন করবেন

পরীক্ষার পছন্দ উপাদানের ধরন, নমুনা জ্যামিতি, উত্পাদনের পরিমাণ এবং প্রয়োজনীয় তথ্য দ্বারা চালিত হয়। ব্যবহারিক শিল্প পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তের যুক্তি একটি গঠনমূলক নির্দেশিকা প্রদান করে।

• মোটা microstructures সঙ্গে বড় ঢালাই বা forgings জন্য , Brinell পরীক্ষা নির্বাচন করুন. 10 মিমি বল ইন্ডেন্টেশন গড় শস্যের সীমানা এবং ফেজ বৈচিত্র, উপাদানটির সামগ্রিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির একটি বাল্ক কঠোরতা প্রতিনিধি প্রদান করে। 10 মিমি বলের সাথে 3000 kgf এ একটি আদর্শ পরীক্ষা লোহা এবং ইস্পাত ঢালাইয়ের জন্য ডিফল্ট।
• মেশিনযুক্ত অংশগুলির উচ্চ-ভলিউম উত্পাদনের মান নিয়ন্ত্রণের জন্য , রকওয়েল মান. একটি 3-সেকেন্ডের HRC পরীক্ষা কোনও বাধা তৈরি না করেই তাপ চিকিত্সা লাইনের প্রক্রিয়া ক্ষমতা সূচক বজায় রাখতে পারে। 20 HRC-এর উপরে শক্ত স্টিলের জন্য HRC এবং নরম নন-লৌহঘটিত মিশ্রণের জন্য HRB ব্যবহার করুন।
• কেস-কঠিন, পাতলা, বা প্রলিপ্ত উপাদানগুলির জন্য , মাইক্রো-ভিকারস একমাত্র উপযুক্ত পছন্দ। 500 gf বা 1 kgf এর একটি লোড এবং একটি Knoop বা Vickers ইন্ডেন্টার শক্ত স্তরের মধ্য দিয়ে প্রসারিত ইন্ডেন্টেশন ছাড়াই কোর-টু-কেস গ্রেডিয়েন্ট পরিমাপ করতে পারে।
• ঢালাই, জয়েন্ট এবং তাপ-আক্রান্ত অঞ্চলের জন্য , ভিকারস বা নূপ লো-ফোর্স টেস্টিং (1-5 kgf) একটি ওয়েল্ড ইন্টারফেসের সংকীর্ণ ব্যান্ড জুড়ে কঠোরতার তারতম্যের সমাধান করতে পারে, যা হাইড্রোজেন ক্র্যাকিং বা ভঙ্গুর ফেজ গঠন এড়ানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
• যখন একটি একক কঠোরতা সংখ্যা অতিক্রম উপাদান বৈশিষ্ট্য প্রয়োজন হয় , মার্টেন মোডে একটি সার্বজনীন কঠোরতা পরীক্ষক একটি একক যন্ত্রযুক্ত ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষা থেকে ইন্ডেন্টেশন কঠোরতা, ইলাস্টিক মডুলাস, ক্রীপ এবং শিথিলকরণ আচরণ প্রদান করে, যা পলিমার, সিরামিক এবং উন্নত উপাদান বিকাশের জন্য মূল্যবান।

কঠোরতা দাঁড়িপাল্লা মধ্যে রূপান্তর

কঠোরতা স্কেল রূপান্তর আনুমানিক, এবং দায়িত্বশীল অনুশীলন করা হয় শুধুমাত্র তুলনার জন্য ব্যবহার করুন, স্পেসিফিকেশনের জন্য কখনই নয় . Brinell, Rockwell, এবং Vickers-এর মধ্যে রূপান্তর সম্পর্ক উপাদানের পরিশ্রম-কঠিন আচরণের উপর নির্ভর করে, তাই austenitic স্টেইনলেস স্টিলের জন্য একটি ASTM E140 রূপান্তর টেবিল কার্বন এবং লো-অ্যালয় স্টিলের থেকে আলাদা হবে। একটি ব্যবহারিক উদাহরণ হিসাবে, সঙ্গে একটি সাধারণ কার্বন ইস্পাত 640 HV 30 আনুমানিক অনুরূপ 56 HRC এবং 600 HBW . যাইহোক, একটি সম্পূর্ণ পরিশ্রমী অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের জন্য, একই 56 HRC শুধুমাত্র 250 HBW এর সাথে মিলে যেতে পারে। যখন একটি স্পেসিফিকেশন একটি নির্দিষ্ট স্কেলে প্রতিবেদনের প্রয়োজন হয়, পরীক্ষাটি অবশ্যই সেই স্কেলে সরাসরি সঞ্চালিত হতে হবে। একটি সার্বজনীন কঠোরতা পরীক্ষার মেশিন রূপান্তর অবলম্বন না করে প্রয়োজনীয় পদ্ধতিতে পরীক্ষা করার মাধ্যমে এই অনিশ্চয়তা কমিয়ে দিতে পারে৷