রকওয়েল ব্রিনেল ভিকারস হার্ডনেস টেস্ট: পদ্ধতি, রূপান্তর এবং সরঞ্জাম

রকওয়েল, ব্রিনেল এবং ভিকারস: তিনটি প্রধান কঠোরতা পরীক্ষার পদ্ধতি বোঝা

কঠোরতা পরীক্ষা একটি সংজ্ঞায়িত লোড অধীনে স্থায়ী বিকৃতি একটি উপাদান প্রতিরোধের পরিমাপ. তিনটি প্রভাবশালী পদ্ধতি - রকওয়েল, ব্রিনেল এবং ভিকারস - প্রতিটি একটি ভিন্ন ইনডেনটার জ্যামিতি, লোড পরিসীমা এবং পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার করে, যা তাদের বিভিন্ন উপকরণ এবং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

রকওয়েল কঠোরতা (HR) একটি ছোট প্রিলোড প্রয়োগ করে একটি বড় লোড দ্বারা অনুসরণ করে, তারপর ইন্ডেন্টেশনের নেট গভীরতা পরিমাপ করে। কোনো অপটিক্যাল পরিমাপ ছাড়াই সরাসরি ডায়াল বা ডিজিটাল ডিসপ্লে থেকে ফলাফল পড়া হয়, এটি উৎপাদন-মেঝে পরীক্ষার জন্য দ্রুততম পদ্ধতিতে পরিণত হয়। এটি একাধিক স্কেল ব্যবহার করে — হার্ড স্টিলের জন্য HRC, নরম ধাতুগুলির জন্য HRB, কার্বাইডের জন্য HRA — প্রতিটি নির্দিষ্ট ইন্ডেন্টার এবং লোড সংমিশ্রণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত।

ব্রিনেল কঠোরতা (HB বা HBW) একটি শক্ত করা ইস্পাত বা টাংস্টেন কার্বাইড বলকে একটি নির্দিষ্ট লোডের অধীনে পৃষ্ঠে চাপায়, সাধারণত ইস্পাত এবং ঢালাই লোহার জন্য 3,000 kgf। ইন্ডেন্টেশন ব্যাস অপটিক্যালি পরিমাপ করা হয়, এবং HB সংখ্যাটি ইন্ডেন্টের বাঁকা পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা বিভক্ত প্রয়োগকৃত লোড থেকে গণনা করা হয়। যেহেতু ইন্ডেন্ট তুলনামূলকভাবে বড়, ব্রিনেল গড় স্থানীয় মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈচিত্র্যের প্রতি কম সংবেদনশীল, এটিকে কাস্টিং এবং ফোরজিংসের মতো মোটা দানাদার সামগ্রীর জন্য পছন্দ করে।

ভিকার কঠোরতা (HV) 1 gf (মাইক্রো-ভিকার) থেকে 120 kgf (ম্যাক্রো-ভিকারস) পর্যন্ত লোডগুলিতে 136° মুখ কোণ সহ একটি বর্গাকার-ভিত্তিক ডায়মন্ড পিরামিড ইন্ডেন্টার ব্যবহার করে। বর্গাকার ইন্ডেন্টের উভয় কর্ণই পরিমাপ এবং গড় করা হয়। HV সংখ্যাটি ইম্প্রেশনের যোগাযোগ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা ভাগ করা লোড ব্যবহার করে গণনা করা হয়। ভিকারস হল সবচেয়ে বহুমুখী পদ্ধতি: এটি পাতলা আবরণ, কেস-কঠিন স্তর, ঢালাই তাপ-আক্রান্ত অঞ্চল এবং বাল্ক উপাদান একইভাবে প্রযোজ্য, সবই একক অবিচ্ছিন্ন স্কেলে।

ভিকারস থেকে রকওয়েল হার্ডনেস কনভার্সন: কিভাবে এটি কাজ করে এবং কোথায় এটি ছোট হয়

ভিকারের কঠোরতাকে রকওয়েল হার্ডনেসে রূপান্তর করা - এবং এর বিপরীতে - একটি ঘন ঘন প্রয়োজন যখন ইঞ্জিনিয়ারিং অঙ্কন একটি স্কেল নির্দিষ্ট করে কিন্তু উপলব্ধ পরীক্ষার সরঞ্জাম অন্যটি ব্যবহার করে। সর্বাধিক গৃহীত রেফারেন্স হল ASTM E140 , যা বিভিন্ন লৌহঘটিত এবং অ লৌহঘটিত পদার্থের জন্য প্রমিত রূপান্তর টেবিল প্রদান করে।

সাধারণত টুলিং এবং স্ট্রাকচারাল অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে ব্যবহৃত পরিসরের শক্ত ইস্পাতগুলির জন্য, আনুমানিক সম্পর্কগুলি হল:

• HV 940 ≈ HRC 68 (রকওয়েল সি স্কেলের উপরের সীমার কাছাকাছি)
• HV 800 ≈ HRC 65
• HV 600 ≈ HRC 57
• HV 400 ≈ HRC 41
• HV 200 ≈ HRB 93 (নরম পদার্থের জন্য বি স্কেলে রূপান্তর)
• HV 100 ≈ HRB 56

এই রূপান্তরগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ সতর্কতা বহন করে: তারা উপাদান নির্দিষ্ট . ইলাস্টিক-থেকে-প্লাস্টিকের বিকৃতির অনুপাত কার্বন ইস্পাত, স্টেইনলেস স্টীল, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো এবং টাইটানিয়ামের মধ্যে আলাদা। কার্বন স্টিলের জন্য বৈধ একটি ভিকার-টু-রকওয়েল রূপান্তর যখন অস্টেনিটিক স্টেইনলেস বা নিকেল সুপারঅ্যালয়ে প্রয়োগ করা হয় তখন ত্রুটি তৈরি করবে। ASTM E140 এই কারণে বিভিন্ন উপাদান পরিবারের জন্য পৃথক কলাম প্রদান করে।

চরমে একটি অতিরিক্ত সীমাবদ্ধতা দেখা দেয়: রকওয়েল সি স্কেল শুধুমাত্র HRC 20 এবং HRC 70 এর মধ্যে নির্ভরযোগ্য। এই সীমার বাইরের মানগুলি আরও উপযুক্ত স্কেলে পরিমাপ করা উচিত (HRC 70 এর উপরে খুব শক্ত উপাদানের জন্য HRA, HRC 20 এর নিচে নরম পদার্থের জন্য HRB) বা রূপান্তর ছাড়াই সরাসরি HV-তে রিপোর্ট করা উচিত।

ঢালাই পরিদর্শন এবং মান-নিয়ন্ত্রিত পরিবেশের জন্য, রূপান্তরিত মানগুলি সর্বদা আনুমানিক হিসাবে পতাকাঙ্কিত করা উচিত। উদ্দিষ্ট স্কেলে প্রত্যক্ষ পরিমাপ হ'ল একটি সন্ধানযোগ্য, স্পেসিফিকেশন-সম্মত ফলাফল পাওয়ার একমাত্র উপায়।

ধাতুবিদ্যার নমুনা প্রস্তুতি: নির্ভরযোগ্য কঠোরতা ডেটার ভিত্তি

একটি কঠোরতা পরীক্ষা শুধুমাত্র পৃষ্ঠের পরিমাপ হিসাবে সঠিক। দুর্বল নমুনা প্রস্তুতি ত্রুটির পরিচয় দেয় যা কোনো যন্ত্র ক্রমাঙ্কন সংশোধন করতে পারে না। এটি বিশেষ করে Vickers এবং Brinell পদ্ধতির জন্য সত্য, যেখানে পরিমাপ অপটিক্যাল এবং পৃষ্ঠের প্রতিফলন সরাসরি তির্যক বা ব্যাস পড়ার সঠিকতাকে প্রভাবিত করে।

সেকশনিং

প্রথম ধাপ হল একটি সমতল, প্রতিনিধি ক্রস-সেকশন তৈরি করা। ক নির্ভুল কাটার মেশিন (এটিকে একটি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম বা ডায়মন্ড কাট-অফ করাতও বলা হয়) ন্যূনতম তাপ ইনপুট এবং যান্ত্রিক বিকৃতি সহ ওয়ার্কপিসকে ভাগ করতে ব্যবহৃত হয়। অপমানজনক কাটা — একটি নিস্তেজ ব্লেড, অত্যধিক ফিড রেট বা অপর্যাপ্ত কুল্যান্ট ব্যবহার করা — একটি বিকৃত বা তাপ-আক্রান্ত পৃষ্ঠের স্তর সৃষ্টি করে যা কৃত্রিমভাবে কঠোরতা রিডিংকে উঁচু করে বা হ্রাস করে। ধাতব-গ্রেড কাটের জন্য, ক্রমাগত জল শীতল করার সাথে হীরার ওয়েফারিং ব্লেডগুলি শক্ত স্টিল এবং কার্বাইডগুলির জন্য আদর্শ, যখন রজন-বন্ডেড অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড কাট-অফ চাকাগুলি নরম কাঠামোগত ধাতুগুলির জন্য উপযুক্ত।

মাউন্ট এবং নাকাল

বিভাগ করার পরে, নমুনাগুলি সাধারণত থার্মোসেটিং বা কোল্ড-কিউর ইপোক্সি রজনে মাউন্ট করা হয় যাতে গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিংয়ের সময় নিরাপদে পরিচালনা করা যায়। এজ রিটেনশন মাউন্টগুলি নির্দিষ্ট করা হয় যখন কাছাকাছি-পৃষ্ঠের কঠোরতা গ্রেডিয়েন্টগুলি — যেমন কেসের গভীরতা বা আবরণ ইন্টারফেসগুলি — প্রান্ত বৃত্তাকার ছাড়াই পরিমাপ করা আবশ্যক৷

গ্রাইন্ডিং মোটা থেকে সূক্ষ্ম SiC ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কাগজ (সাধারণত 120 → 320 → 600 → 1200 গ্রিট) একটি ক্রম অনুসরণ করে, পূর্বের দিক থেকে স্ক্র্যাচগুলি সরানোর জন্য নমুনাটি প্রতিটি ধাপের মধ্যে 90° ঘোরানো হয়। প্রতিটি পর্যায়ে পূর্ববর্তী এক দ্বারা প্রবর্তিত বিকৃতি সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করা আবশ্যক।

পলিশিং

চূড়ান্ত পলিশিং 3 µm এবং 1 µm ডায়মন্ড সাসপেনশন ব্যবহার করে ন্যাপড কাপড়ে, একটি স্ক্র্যাচ-মুক্ত মিরর ফিনিস তৈরি করে। ভিকারের মাইক্রো-হার্ডনেসের জন্য, ক 0.25 µm কলয়েডাল সিলিকা ফিনিস কম লোডে ছোট ইন্ডেন্টেশন পরিমাপ করার সময় পৃষ্ঠ-প্রতিফলন ত্রুটিগুলি কমানোর জন্য প্রায়শই নির্দিষ্ট করা হয়। পরীক্ষা শুরু করার আগে পালিশ করা পৃষ্ঠটি অবশ্যই ত্রাণ, দাগ এবং পিটিং মুক্ত হতে হবে।

কঠোরতা পরীক্ষার সরঞ্জাম এবং তাদের নির্বাচনের মানদণ্ড

সঠিক কঠোরতা পরীক্ষার সরঞ্জাম নির্বাচন করার জন্য উপাদানের বেধ, প্রত্যাশিত কঠোরতা পরিসীমা এবং প্রয়োজনীয় স্থানিক রেজোলিউশনের সাথে যন্ত্রের লোড পরিসীমা এবং ইন্ডেন্টারের প্রকারের সাথে মিল করা জড়িত।

• বেঞ্চটপ রকওয়েল পরীক্ষক - বাল্ক ইস্পাত উপাদানের ইনকামিং পরিদর্শন এবং তাপ চিকিত্সা যাচাইকরণের জন্য আদর্শ পছন্দ। লোড অ্যাপ্লিকেশন মোটর চালিত এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ, এবং আধুনিক ডিজিটাল মডেলগুলি SPC একীকরণের জন্য পরীক্ষার রেকর্ড সংরক্ষণ করে। রকওয়েল পদ্ধতিটি পাতলা স্টকের উপর ব্যবহার করা যাবে না (সাধারণত HRC-এর জন্য 1 মিমি-এর নিচে) কারণ ইন্ডেন্ট গভীরতা উপাদানের বেধের কাছে পৌঁছে, ন্যূনতম বেধের নিয়ম লঙ্ঘন করে।
• ভিকার / নূপ মাইক্রোহার্ডনেস টেস্টার — পাতলা ফয়েল, ইলেক্ট্রোপ্লেটেড আবরণ, ডিফিউশন-কঠিন পৃষ্ঠতল এবং একটি মাইক্রোস্ট্রাকচারে পৃথক পর্যায়গুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। লোড পরিসীমা সাধারণত 1 gf থেকে 1 kgf। একটি সমন্বিত অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ তির্যক পরিমাপের জন্য ইন্ডেন্টকে চিত্রিত করে, প্রায়ই কম অপারেটর পরিবর্তনশীলতার জন্য স্বয়ংক্রিয় চিত্র বিশ্লেষণের সাথে।
• পোর্টেবল রিবাউন্ড (লিব) কঠোরতা পরীক্ষক — বড়, ইনস্টল করা উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত যা পরীক্ষাগারে আনা যায় না। একটি বসন্ত-চালিত প্রভাব শরীর পৃষ্ঠ আঘাত; রিবাউন্ড এবং ইমপ্যাক্ট বেগের অনুপাত লিব ভ্যালু (HL) দেয়, যা পরে HRC, HB বা HV-তে রূপান্তরিত হয়। সঠিকতা নির্ভর করে পৃষ্ঠের ফিনিস, ভর এবং ওয়ার্কপিসের জ্যামিতির উপর।
• অতিস্বনক যোগাযোগ প্রতিবন্ধকতা (UCI) পরীক্ষক — একটি ভাইব্রেটিং রডে একটি ভিকার হীরা ব্যবহার করুন; যোগাযোগের সময় ফ্রিকোয়েন্সি স্থানান্তর কঠোরতার সাথে সম্পর্কযুক্ত। UCI যন্ত্রগুলি খালি চোখে দৃশ্যমান পৃষ্ঠের ক্ষতি ছাড়াই পাতলা কেস-শক্ত স্তর এবং আবরণ পরিমাপের জন্য বিশেষভাবে কার্যকর।

যন্ত্রের ধরন নির্বিশেষে, পরিমাপের আত্মবিশ্বাস বজায় রাখার জন্য সার্টিফাইড রেফারেন্স ব্লকের বিরুদ্ধে নিয়মিত ক্রমাঙ্কন (ন্যাশনাল স্ট্যান্ডার্ড যেমন NIST বা PTB-তে সনাক্ত করা যায়) প্রয়োজন। রেফারেন্স ব্লকগুলি উত্পাদন অংশগুলির প্রত্যাশিত কঠোরতা পরিসরে বিস্তৃত হওয়া উচিত।

কার্বন ইস্পাত জোড় পরিদর্শন: তাপ-আক্রান্ত অঞ্চলে কঠোরতা পরীক্ষা

ঢালাই জুড়ে কঠোরতা ট্রাভার্স স্ট্রাকচারাল ফেব্রিকেশনে ভিকার পরীক্ষার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি। যখন কার্বন ইস্পাত ঢালাই করা হয়, তখন তাপ-আক্রান্ত অঞ্চল (HAZ) দ্রুত তাপীয় সাইক্লিংয়ের মধ্য দিয়ে যায়। পর্যাপ্ত কার্বন সমতুল্য (CE) সহ ইস্পাতগুলিতে, এটি মার্টেনসাইট তৈরি করতে পারে - একটি শক্ত, ভঙ্গুর মাইক্রোস্ট্রাকচার যা HAZ কঠোরতাকে বেস মেটালের উপরে উল্লেখযোগ্যভাবে উত্থাপন করে এবং হাইড্রোজেন-প্ররোচিত ক্র্যাকিং (HIC) এর প্রতি সংবেদনশীলতা বাড়ায়।

শিল্প গ্রহণের মানদণ্ড সাধারণত HAZ কঠোরতা সর্বাধিক সীমাবদ্ধ 350 HV10 সাধারণ কাঠামোগত ইস্পাত ওয়েল্ডমেন্টের জন্য (EN ISO 15614-1 এবং AWS D1.1 নির্দেশিকা অনুসারে), এবং 250-300 HV10 অফশোর, টক পরিষেবা, বা উচ্চ-কঠিনতা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য। এই থ্রেশহোল্ডগুলি অতিক্রম করা একটি অযোগ্য শর্ত যার জন্য প্রিহিট, ইন্টারপাস তাপমাত্রা এবং ঢালাই পদ্ধতির পর্যালোচনা প্রয়োজন।

একটি স্ট্যান্ডার্ড ওয়েল্ড হার্ডনেস ট্রাভার্স সংজ্ঞায়িত ব্যবধানে ভিকার ইন্ডেন্টেশনের একটি সিরিজ জড়িত — সাধারণত 0.5 মিমি বা 1 মিমি দূরে — ওয়েল্ড মেটাল থেকে ফিউশন লাইনের মাধ্যমে, HAZ জুড়ে এবং প্রভাবিত না হওয়া বেস মেটালের মধ্যে চলে। ইন্ডেন্টেশন বসানোর আগে ফিউশন সীমানা প্রকাশ করার জন্য 2-5% নিটাল দিয়ে খোদাই করা একটি ধাতবভাবে প্রস্তুত ক্রস-সেকশনে ট্র্যাভার্স পরিচালিত হয়। মূল পরিমাপের অবস্থানগুলির মধ্যে রয়েছে মোটা দানাযুক্ত HAZ অবিলম্বে ফিউশন লাইনের সংলগ্ন, যেখানে মার্টেনসাইট গঠনের সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি।

রুট পাস এবং ন্যারো-গ্যাপ ওয়েল্ডের জন্য, HV1 বা HV0.5-এ মাইক্রো-ভিকারগুলির HAZ-এর মধ্যে পর্যাপ্ত স্থানিক রেজোলিউশন অর্জনের প্রয়োজন হতে পারে, যা কিছু উচ্চ-তাপ-ইনপুট প্রক্রিয়ায় 0.2-0.5 মিমি পর্যন্ত সরু হতে পারে। পরীক্ষার লোডের পছন্দ সরাসরি ইন্ডেন্টের আকারকে প্রভাবিত করে এবং তাই ন্যূনতম পরিমাপযোগ্য জোন প্রস্থ — HV10 300 HV জুড়ে প্রায় 0.3-0.4 মিমি ইন্ডেন্ট তৈরি করে , যখন HV1 এটিকে প্রায় 0.1 মিমি কমিয়ে দেয়।

মেটালোগ্রাফিক নমুনা প্রস্তুতিতে যথার্থ কাটার মেশিন

একটি নির্ভুল কাটার মেশিন প্রতিটি মেটালোগ্রাফিক কর্মপ্রবাহের এন্ট্রি পয়েন্ট। এর প্রাথমিক ফাংশন হল একটি সমতল, ক্ষতি-কমিত ক্রস-সেকশন তৈরি করা যা সঠিকভাবে আগ্রহের ক্ষেত্রকে প্রতিনিধিত্ব করে - তা একটি ঢালাই HAZ, একটি কেস-কঠিন পৃষ্ঠ, বা একটি আবরণ ইন্টারফেস।

পরীক্ষাগার ব্যবহারে দুটি প্রধান বিভাগ বিদ্যমান:

• ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কাটা বন্ধ করাত — ব্যবহারযোগ্য রজন-বন্ডেড চাকা ব্যবহার করুন এবং উৎপাদন থ্রুপুটের জন্য উপযুক্ত। চাকা নির্বাচন (ইস্পাত এবং ঢালাই লোহার জন্য অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড, নন-লৌহঘটিত জন্য সিলিকন কার্বাইড, শক্ত টুল স্টিলের জন্য CBN) এবং কুল্যান্ট প্রবাহের হার প্রাথমিক প্রক্রিয়ার পরামিতি। কাটা পৃষ্ঠে পোড়া দাগ বা নীল করা অত্যধিক তাপ নির্দেশ করে এবং ধীর ফিড বা তাজা চাকা নির্বাচনের প্রয়োজন।
• ডায়মন্ড ওয়েফারিং করাত — তেল কুল্যান্টের সাথে কম গতিতে ধাতু- বা রজন-বন্ডেড ডায়মন্ড ব্লেড ব্যবহার করুন। তারা সর্বনিম্ন বিকৃতি স্তর তৈরি করে (সাধারণত 5 µm এর নিচে) এবং ভঙ্গুর সিরামিক, ইলেকট্রনিক উপাদান এবং নমুনার জন্য প্রয়োজনীয় যেখানে অক্ষত মাইক্রোস্ট্রাকচারটি কাটা পৃষ্ঠের মাইক্রনের মধ্যে সংরক্ষণ করা আবশ্যক।

কঠোরতা পরীক্ষার প্রস্তুতির জন্য একটি নির্ভুল কাটার নির্বাচন করার সময় মূল বৈশিষ্ট্য অন্তর্ভুক্ত সর্বাধিক ওয়ার্কপিস ব্যাস, চক ক্ল্যাম্পিং ফোর্স, ব্লেড আরপিএম রেঞ্জ এবং কুল্যান্ট ডেলিভারি পদ্ধতি . স্বয়ংক্রিয় ফিড নিয়ন্ত্রণ - যেখানে করাত একটি নির্দিষ্ট হারের পরিবর্তে একটি ধ্রুবক শক্তিতে অগ্রসর হয় - উল্লেখযোগ্যভাবে অপারেটর থেকে অপারেটর পরিবর্তনশীলতা হ্রাস করে এবং ব্লেডের আয়ু বাড়ায়।

বিশেষ করে ওয়েল্ড পরিদর্শন নমুনাগুলির জন্য, কাটারকে অবশ্যই স্থিতিশীল ফিক্সচারিং সহ অনিয়মিত জ্যামিতি (টি-জয়েন্ট, পাইপ বিভাগ, ওভারলে ক্ল্যাডিং) মিটমাট করতে হবে। অস্থির ক্ল্যাম্পিং কম্পন-প্ররোচিত বকবক চিহ্ন সৃষ্টি করে যা নমুনার গভীরে প্রচার করে, একটি বিকৃত স্তর তৈরি করে যা অত্যধিক স্টক অপসারণ ছাড়া পরবর্তী গ্রাইন্ডিং ধাপে সম্পূর্ণরূপে সরানো যায় না।