स्टील के लिए तीन कठोरता मानक

कठोर वस्तुओं द्वारा सतह के इंडेंटेशन का विरोध करने के लिए एक धातु सामग्री की क्षमता को कठोरता कहा जाता है। विभिन्न परीक्षण विधियों और अनुप्रयोग के दायरे के अनुसार, कठोरता को ब्रिनेल हार्डनेस, रॉकवेल हार्डनेस, विकर्स हार्डनेस, शोर कठोरता, माइक्रोहार्डनेस और उच्च तापमान कठोरता में विभाजित किया जा सकता है। पाइपों के लिए आमतौर पर तीन उपयोग किए जाने वाले कठोरताएं होती हैं: ब्रिनेल, रॉकवेल और विकर्स कठोरता।

ए। ब्रिनेल हार्डनेस (एचबी)

निर्दिष्ट परीक्षण बल (एफ) के साथ नमूना सतह में दबाने के लिए एक निश्चित व्यास के एक स्टील बॉल या कार्बाइड बॉल का उपयोग करें। निर्दिष्ट होल्डिंग समय के बाद, परीक्षण बल को हटा दें और नमूना सतह पर इंडेंटेशन व्यास (एल) को मापें। ब्रिनेल हार्डनेस वैल्यू इंडेंटेड क्षेत्र के सतह क्षेत्र द्वारा परीक्षण बल को विभाजित करके प्राप्त भागफल है। एचबीएस (स्टील बॉल) में व्यक्त, यूनिट एन/एमएम 2 (एमपीए) है।

गणना सूत्र है:
सूत्र में: एफ -परीक्षण बल धातु के नमूने की सतह में दबाया गया, एन;
परीक्षण के लिए स्टील बॉल की डी -डाइमेट, मिमी;
डी -एवरेज डायमीटर ऑफ़ इंडेंटेशन, मिमी।
ब्रिनेल कठोरता का माप अधिक सटीक और विश्वसनीय है, लेकिन आम तौर पर एचबीएस केवल 450n/mm2 (MPA) से नीचे धातु सामग्री के लिए उपयुक्त है, और कठिन स्टील या पतले प्लेटों के लिए उपयुक्त नहीं है। स्टील पाइप मानकों में, ब्रिनेल हार्डनेस सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इंडेंटेशन व्यास डी का उपयोग अक्सर सामग्री की कठोरता को व्यक्त करने के लिए किया जाता है, जो सहज और सुविधाजनक दोनों है।
उदाहरण: 120HBS10/1000130: इसका मतलब है कि 30s (सेकंड) के लिए 1000kgf (9.807kn) के परीक्षण बल के तहत 10 मिमी व्यास स्टील बॉल का उपयोग करके मापा गया ब्रिनेल कठोरता मूल्य 120n/mm2 (MPA) है।

बी रॉकवेल हार्डनेस (एचआर)

ब्रिनेल हार्डनेस टेस्ट की तरह रॉकवेल हार्डनेस टेस्ट, एक इंडेंटेशन टेस्ट विधि है। अंतर यह है कि यह इंडेंटेशन की गहराई को मापता है। यही है, प्रारंभिक परीक्षण बल (एफओ) और कुल परीक्षण बल (एफ) की अनुक्रमिक कार्रवाई के तहत, इंडेंटर (स्टील मिल के शंकु या स्टील बॉल) को नमूने की सतह में दबाया जाता है। निर्दिष्ट होल्डिंग समय के बाद, मुख्य बल हटा दिया जाता है। परीक्षण बल, कठोरता मूल्य की गणना करने के लिए मापा अवशिष्ट इंडेंटेशन गहराई वृद्धि (ई) का उपयोग करें। इसका मूल्य एक गुमनाम संख्या है, जो प्रतीक एचआर द्वारा दर्शाई गई है, और उपयोग किए जाने वाले पैमानों में 9 पैमाने शामिल हैं, जिनमें ए, बी, सी, डी, ई, एफ, जी, एच, और के शामिल हैं। उनमें से, आमतौर पर स्टील की कठोरता परीक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले तराजू आम तौर पर ए, बी, और सी, नामली एचआरए, एचआरबी और एचआरसी हैं।

कठोरता मूल्य की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
ए और सी तराजू के साथ परीक्षण करते समय, एचआर = 100-ई
जब बी स्केल के साथ परीक्षण, एचआर = 130-ई
सूत्र में, ई - अवशिष्ट इंडेंटेशन गहराई वृद्धि 0.002 मिमी की निर्दिष्ट इकाई में व्यक्त की जाती है, अर्थात, जब इंडेंटर का अक्षीय विस्थापन एक इकाई (0.002 मिमी) होता है, तो यह रॉकवेल हार्डनेस में एक संख्या द्वारा परिवर्तन के बराबर होता है। ई मान जितना बड़ा होगा, धातु की कठोरता कम होगी, और इसके विपरीत।
उपरोक्त तीन पैमानों का लागू दायरा इस प्रकार है:
एचआरए (डायमंड कोन इंडेंटर) 20-88
एचआरसी (डायमंड कोन इंडेंटर) 20-70
एचआरबी (व्यास 1.588 मिमी स्टील बॉल इंडेंटर) 20-100
रॉकवेल हार्डनेस टेस्ट वर्तमान में एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है, जिसके बीच एचआरसी का उपयोग स्टील पाइप मानकों में केवल ब्रिनेल हार्डनेस एचबी के लिए किया जाता है। रॉकवेल कठोरता का उपयोग धातु सामग्री को बेहद नरम से लेकर बेहद कठिन तक मापने के लिए किया जा सकता है। यह ब्रिनेल विधि की कमियों के लिए बनाता है। यह ब्रिनेल विधि की तुलना में सरल है और कठोरता मूल्य को सीधे हार्डनेस मशीन से पढ़ा जा सकता है। हालांकि, इसके छोटे इंडेंटेशन के कारण, कठोरता मूल्य ब्रिनेल विधि के रूप में सटीक नहीं है।

सी। विकर्स हार्डनेस (एचवी)

विकर्स हार्डनेस टेस्ट भी एक इंडेंटेशन टेस्ट विधि है। यह एक वर्ग पिरामिड डायमंड इंडेंटर को एक चयनित परीक्षण बल (एफ) में परीक्षण सतह में विपरीत सतहों के बीच 1360 के एक कोण के साथ दबा देता है, और निर्दिष्ट होल्डिंग समय के बाद इसे हटा देता है। बल, इंडेंटेशन के दो विकर्णों की लंबाई को मापें।

विकर्स कठोरता मूल्य इंडेंटेशन सतह क्षेत्र द्वारा विभाजित परीक्षण बल का भागफल है। इसका गणना सूत्र है:
सूत्र में: HV -Vickers कठोरता प्रतीक, n/mm2 (MPA);
एफ -टेस्ट फोर्स, एन;
डी -इंडेंटेशन के दो विकर्णों का अंकगणितीय माध्य, मिमी।
विकर्स हार्डनेस में उपयोग किए जाने वाले परीक्षण बल f 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) kgf (n) और अन्य छह स्तरों हैं। कठोरता मूल्य को मापा जा सकता है। सीमा 5 ~ 1000hv है।
अभिव्यक्ति विधि का उदाहरण: 640HV30/20 का अर्थ है कि 20s (सेकंड) के लिए 30HGF (294.2N) के परीक्षण बल के साथ मापा गया विकर्स कठोरता मूल्य 640N/mm2 (MPA) है।
विकर्स हार्डनेस विधि का उपयोग बहुत पतली धातु सामग्री और सतह परतों की कठोरता को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। इसके पास ब्रिनेल और रॉकवेल विधियों के मुख्य लाभ हैं और उनकी बुनियादी कमियों को पार कर जाता है, लेकिन यह रॉकवेल विधि के रूप में सरल नहीं है। विकर्स विधि का उपयोग शायद ही कभी स्टील पाइप मानकों में किया जाता है।