ইস্পাতের জন্য তিনটি কঠোরতা মানদণ্ড

শক্ত বস্তু দ্বারা পৃষ্ঠের ইন্ডেন্টেশন প্রতিরোধ করার জন্য ধাতব পদার্থের ক্ষমতাকে কঠোরতা বলা হয়। বিভিন্ন পরীক্ষার পদ্ধতি এবং প্রয়োগের সুযোগ অনুসারে, কঠোরতাকে ব্রিনেল কঠোরতা, রকওয়েল কঠোরতা, ভিকার্স কঠোরতা, শোর কঠোরতা, মাইক্রোহার্ডনেস এবং উচ্চ তাপমাত্রার কঠোরতায় ভাগ করা যেতে পারে। পাইপের জন্য সাধারণত ব্যবহৃত তিনটি কঠোরতা রয়েছে: ব্রিনেল, রকওয়েল এবং ভিকার্স কঠোরতা।

উ: ব্রিনেল কঠোরতা (HB)

নির্দিষ্ট ব্যাসের একটি ইস্পাত বল বা কার্বাইড বল ব্যবহার করে নমুনা পৃষ্ঠে নির্দিষ্ট পরীক্ষা বল (F) দিয়ে চাপ দিন। নির্দিষ্ট ধারণ সময়ের পরে, পরীক্ষা বলটি সরিয়ে ফেলুন এবং নমুনা পৃষ্ঠের ইন্ডেন্টেশন ব্যাস (L) পরিমাপ করুন। ব্রিনেলের কঠোরতা মান হল পরীক্ষা বলকে ইন্ডেন্টেড গোলকের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দিয়ে ভাগ করে প্রাপ্ত ভাগফল। HBS (ইস্পাত বল) তে প্রকাশ করা হলে, একক হল N/mm2 (MPa)।

গণনার সূত্রটি হল:
সূত্রে: F–ধাতু নমুনার পৃষ্ঠে চাপা পরীক্ষা বল, N;
পরীক্ষার জন্য ইস্পাত বলের D–ব্যাস, মিমি;
d–ইন্ডেন্টেশনের গড় ব্যাস, মিমি।
ব্রিনেলের কঠোরতার পরিমাপ আরও নির্ভুল এবং নির্ভরযোগ্য, তবে সাধারণত HBS শুধুমাত্র 450N/mm2 (MPa) এর নিচে ধাতব পদার্থের জন্য উপযুক্ত, এবং শক্ত ইস্পাত বা পাতলা প্লেটের জন্য উপযুক্ত নয়। ইস্পাত পাইপের মানগুলির মধ্যে, ব্রিনেলের কঠোরতা সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। ইন্ডেন্টেশন ব্যাস d প্রায়শই উপাদানের কঠোরতা প্রকাশ করতে ব্যবহৃত হয়, যা স্বজ্ঞাত এবং সুবিধাজনক উভয়ই।
উদাহরণ: 120HBS10/1000130: এর অর্থ হল 1000Kgf (9.807KN) পরীক্ষার বলের অধীনে 30 সেকেন্ড (সেকেন্ড) জন্য 10 মিমি ব্যাসের ইস্পাত বল ব্যবহার করে পরিমাপ করা ব্রিনেল কঠোরতার মান হল 120N/mm2 (MPa)।

খ. রকওয়েল কঠোরতা (এইচআর)

রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষা, ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষার মতো, একটি ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষা পদ্ধতি। পার্থক্য হল এটি ইন্ডেন্টেশনের গভীরতা পরিমাপ করে। অর্থাৎ, প্রাথমিক পরীক্ষা বল (Fo) এবং মোট পরীক্ষা বল (F) এর ক্রমিক ক্রিয়ার অধীনে, ইন্ডেন্টার (স্টিল মিলের শঙ্কু বা ইস্পাত বল) নমুনার পৃষ্ঠে চাপ দেওয়া হয়। নির্দিষ্ট ধারণ সময়ের পরে, প্রধান বল অপসারণ করা হয়। পরীক্ষা বল, কঠোরতা মান গণনা করতে পরিমাপ করা অবশিষ্ট ইন্ডেন্টেশন গভীরতা বৃদ্ধি (e) ব্যবহার করুন। এর মান হল একটি বেনামী সংখ্যা, যা HR প্রতীক দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয় এবং ব্যবহৃত স্কেলগুলিতে A, B, C, D, E, F, G, H, এবং K সহ 9টি স্কেল অন্তর্ভুক্ত থাকে। এর মধ্যে, ইস্পাত কঠোরতা পরীক্ষার জন্য সাধারণত ব্যবহৃত স্কেলগুলি হল A, B, এবং C, যথা HRA, HRB, এবং HRC।

কঠোরতার মান নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়:
A এবং C স্কেল দিয়ে পরীক্ষা করার সময়, HR=100-e
B স্কেল দিয়ে পরীক্ষা করার সময়, HR=130-e
সূত্রে, e – অবশিষ্ট ইন্ডেন্টেশন গভীরতা বৃদ্ধি 0.002 মিমি নির্দিষ্ট এককের মাধ্যমে প্রকাশ করা হয়, অর্থাৎ, যখন ইন্ডেন্টারের অক্ষীয় স্থানচ্যুতি এক ইউনিট (0.002 মিমি) হয়, তখন এটি রকওয়েল কঠোরতার এক সংখ্যার পরিবর্তনের সমতুল্য। e মান যত বড় হবে, ধাতুর কঠোরতা তত কম হবে এবং তদ্বিপরীতও।
উপরোক্ত তিনটি স্কেলের প্রযোজ্য সুযোগ নিম্নরূপ:
এইচআরএ (ডায়মন্ড শঙ্কু ইন্ডেন্টার) ২০-৮৮
এইচআরসি (ডায়মন্ড শঙ্কু ইন্ডেন্টার) ২০-৭০
HRB (ব্যাস ১.৫৮৮ মিমি স্টিল বল ইন্ডেন্টার) ২০-১০০
রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষা বর্তমানে একটি বহুল ব্যবহৃত পদ্ধতি, যার মধ্যে HRC ব্রিনেলের কঠোরতা HB-এর পরেই ইস্পাত পাইপের মানদণ্ডে ব্যবহৃত হয়। রকওয়েল কঠোরতা অত্যন্ত নরম থেকে অত্যন্ত শক্ত পর্যন্ত ধাতব পদার্থ পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি ব্রিনেল পদ্ধতির ত্রুটিগুলি পূরণ করে। এটি ব্রিনেল পদ্ধতির চেয়ে সহজ এবং কঠোরতা মান সরাসরি কঠোরতা মেশিনের ডায়াল থেকে পড়া যায়। তবে, এর ছোট ইন্ডেন্টেশনের কারণে, কঠোরতার মান ব্রিনেল পদ্ধতির মতো সঠিক নয়।

গ. ভিকার্স কঠোরতা (HV)

ভিকার্স কঠোরতা পরীক্ষাও একটি ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষা পদ্ধতি। এটি একটি নির্বাচিত পরীক্ষা বল (F) এ বিপরীত পৃষ্ঠের মধ্যে 1360 কোণ সহ একটি বর্গাকার পিরামিডাল হীরার ইন্ডেন্টারকে চাপ দেয় এবং নির্দিষ্ট ধারণ সময়ের পরে এটি সরিয়ে দেয়। বল প্রয়োগ করে, ইন্ডেন্টেশনের দুটি কর্ণের দৈর্ঘ্য পরিমাপ করুন।

ভিকার্স কঠোরতা মান হল পরীক্ষা বলের ভাগফলকে ইন্ডেন্টেশন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দিয়ে ভাগ করলে। এর গণনার সূত্র হল:
সূত্রে: HV–ভিকার কঠোরতা প্রতীক, N/mm2 (MPa);
F–পরীক্ষা বল, N;
d–ইন্ডেন্টেশনের দুটি কর্ণের গাণিতিক গড়, মিমি।
ভিকারস হার্ডনেসে ব্যবহৃত টেস্ট ফোর্স F হল 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) এবং অন্যান্য ছয়টি স্তর। হার্ডনেসের মান পরিমাপ করা যেতে পারে। এর পরিসর 5~1000HV।
এক্সপ্রেশন পদ্ধতির উদাহরণ: 640HV30/20 এর অর্থ হল 20S (সেকেন্ড) এর জন্য 30Hgf (294.2N) পরীক্ষা বল দিয়ে পরিমাপ করা ভিকারস কঠোরতা মান হল 640N/mm2 (MPa)।
ভিকার্স হার্ডনেস পদ্ধতিটি খুব পাতলা ধাতব পদার্থ এবং পৃষ্ঠ স্তরের কঠোরতা নির্ধারণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ব্রিনেল এবং রকওয়েল পদ্ধতির প্রধান সুবিধাগুলি এতে রয়েছে এবং এটি তাদের মৌলিক ত্রুটিগুলি কাটিয়ে উঠেছে, তবে এটি রকওয়েল পদ্ধতির মতো সহজ নয়। ইস্পাত পাইপের মানদণ্ডে ভিকার্স পদ্ধতি খুব কমই ব্যবহৃত হয়।