ఉక్కు కోసం మూడు కాఠిన్యం ప్రమాణాలు

గట్టి వస్తువుల ద్వారా ఉపరితలం యొక్క ఇండెంటేషన్‌ను నిరోధించే లోహ పదార్థం యొక్క సామర్థ్యాన్ని కాఠిన్యం అంటారు. వివిధ పరీక్షా పద్ధతులు మరియు అనువర్తన పరిధి ప్రకారం, కాఠిన్యాన్ని బ్రినెల్ కాఠిన్యం, రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం, వికర్స్ కాఠిన్యం, షోర్ కాఠిన్యం, మైక్రోహార్డ్‌నెస్ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత కాఠిన్యంగా విభజించవచ్చు. పైపులకు సాధారణంగా ఉపయోగించే మూడు కాఠిన్యాలు ఉన్నాయి: బ్రినెల్, రాక్‌వెల్ మరియు వికర్స్ కాఠిన్యం.

A. బ్రైనెల్ కాఠిన్యం (HB)

నిర్దిష్ట పరీక్ష శక్తి (F)తో నమూనా ఉపరితలంలోకి నొక్కడానికి నిర్దిష్ట వ్యాసం కలిగిన స్టీల్ బాల్ లేదా కార్బైడ్ బాల్‌ను ఉపయోగించండి. పేర్కొన్న హోల్డింగ్ సమయం తర్వాత, పరీక్ష బలాన్ని తీసివేసి, నమూనా ఉపరితలంపై ఇండెంటేషన్ వ్యాసం (L)ని కొలవండి. బ్రినెల్ కాఠిన్యం విలువ అనేది పరీక్ష బలాన్ని ఇండెంట్ చేసిన గోళం యొక్క ఉపరితల వైశాల్యంతో విభజించడం ద్వారా పొందిన గుణకం. HBS (స్టీల్ బాల్)లో వ్యక్తీకరించబడిన యూనిట్ N/mm2 (MPa).

గణన సూత్రం:
సూత్రంలో: F–లోహ నమూనా ఉపరితలంలోకి నొక్కిన పరీక్ష శక్తి, N;
పరీక్ష కోసం D–స్టీల్ బాల్ వ్యాసం, mm;
d–ఇండెంటేషన్ సగటు వ్యాసం, mm.
బ్రినెల్ కాఠిన్యం యొక్క కొలత మరింత ఖచ్చితమైనది మరియు నమ్మదగినది, కానీ సాధారణంగా HBS 450N/mm2 (MPa) కంటే తక్కువ లోహ పదార్థాలకు మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు గట్టి ఉక్కు లేదా సన్నగా ఉండే ప్లేట్‌లకు తగినది కాదు. స్టీల్ పైపు ప్రమాణాలలో, బ్రినెల్ కాఠిన్యం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇండెంటేషన్ వ్యాసం d తరచుగా పదార్థం యొక్క కాఠిన్యాన్ని వ్యక్తీకరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది సహజమైనది మరియు అనుకూలమైనది.
ఉదాహరణ: 120HBS10/1000130: అంటే 1000Kgf (9.807KN) పరీక్ష శక్తి కింద 10mm వ్యాసం కలిగిన స్టీల్ బాల్‌ను ఉపయోగించి 30 సెకన్ల (సెకన్లు) పాటు కొలవబడిన బ్రైనెల్ కాఠిన్యం విలువ 120N/mm2 (MPa) అని అర్థం.

బి. రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం (HR)

రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం పరీక్ష, బ్రైన్నెల్ కాఠిన్యం పరీక్ష లాగానే, ఇండెంటేషన్ పరీక్షా పద్ధతి. తేడా ఏమిటంటే ఇది ఇండెంటేషన్ యొక్క లోతును కొలుస్తుంది. అంటే, ప్రారంభ పరీక్ష శక్తి (Fo) మరియు మొత్తం పరీక్ష శక్తి (F) యొక్క వరుస చర్య కింద, ఇండెంటర్ (ఉక్కు మిల్లు యొక్క కోన్ లేదా స్టీల్ బాల్) నమూనా యొక్క ఉపరితలంపైకి నొక్కబడుతుంది. పేర్కొన్న హోల్డింగ్ సమయం తర్వాత, ప్రధాన శక్తి తొలగించబడుతుంది. పరీక్ష శక్తి, కాఠిన్యం విలువను లెక్కించడానికి కొలిచిన అవశేష ఇండెంటేషన్ లోతు ఇంక్రిమెంట్ (e)ని ఉపయోగించండి. దీని విలువ HR చిహ్నం ద్వారా సూచించబడే అనామక సంఖ్య మరియు ఉపయోగించిన ప్రమాణాలలో A, B, C, D, E, F, G, H మరియు Kతో సహా 9 ప్రమాణాలు ఉన్నాయి. వాటిలో, ఉక్కు కాఠిన్యం పరీక్ష కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రమాణాలు సాధారణంగా A, B మరియు C, అవి HRA, HRB మరియు HRC.

కాఠిన్యం విలువ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది:
A మరియు C స్కేళ్లతో పరీక్షించేటప్పుడు, HR=100-e
B స్కేల్‌తో పరీక్షించేటప్పుడు, HR=130-e
ఫార్ములాలో, e – అవశేష ఇండెంటేషన్ లోతు పెరుగుదల 0.002mm యొక్క పేర్కొన్న యూనిట్‌లో వ్యక్తీకరించబడింది, అంటే, ఇండెంటర్ యొక్క అక్షసంబంధ స్థానభ్రంశం ఒక యూనిట్ (0.002mm) అయినప్పుడు, అది రాక్‌వెల్ కాఠిన్యంలో ఒక సంఖ్య ద్వారా మార్పుకు సమానం. e విలువ పెద్దదిగా ఉంటే, లోహం యొక్క కాఠిన్యం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా కూడా ఉంటుంది.
పైన పేర్కొన్న మూడు ప్రమాణాల వర్తించే పరిధి క్రింది విధంగా ఉంది:
HRA (డైమండ్ కోన్ ఇండెంటర్) 20-88
HRC (డైమండ్ కోన్ ఇండెంటర్) 20-70
HRB (వ్యాసం 1.588mm స్టీల్ బాల్ ఇండెంటర్) 20-100
రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం పరీక్ష ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్న పద్ధతి, వీటిలో HRC స్టీల్ పైపు ప్రమాణాలలో బ్రినెల్ కాఠిన్యం HB తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది. రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం లోహ పదార్థాలను చాలా మృదువైన నుండి చాలా కఠినమైన వరకు కొలవడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఇది బ్రినెల్ పద్ధతి యొక్క లోపాలను భర్తీ చేస్తుంది. ఇది బ్రినెల్ పద్ధతి కంటే సరళమైనది మరియు కాఠిన్యం విలువను కాఠిన్యం యంత్రం యొక్క డయల్ నుండి నేరుగా చదవవచ్చు. అయితే, దాని చిన్న ఇండెంటేషన్ కారణంగా, కాఠిన్యం విలువ బ్రినెల్ పద్ధతి వలె ఖచ్చితమైనది కాదు.

సి. వికర్స్ కాఠిన్యం (HV)

వికర్స్ కాఠిన్యం పరీక్ష కూడా ఒక ఇండెంటేషన్ పరీక్షా పద్ధతి. ఇది ఎంచుకున్న పరీక్షా శక్తి (F) వద్ద పరీక్షా ఉపరితలంలోకి వ్యతిరేక ఉపరితలాల మధ్య 1360 కోణంతో కూడిన చతురస్రాకార పిరమిడల్ డైమండ్ ఇండెంటర్‌ను నొక్కి, పేర్కొన్న హోల్డింగ్ సమయం తర్వాత దానిని తొలగిస్తుంది. ఇండెంటేషన్ యొక్క రెండు వికర్ణాల పొడవును బలవంతంగా కొలవండి.

వికర్స్ కాఠిన్యం విలువ అనేది పరీక్ష బలాన్ని ఇండెంటేషన్ ఉపరితల వైశాల్యంతో భాగించినప్పుడు వచ్చే గుణకం. దీని గణన సూత్రం:
సూత్రంలో: HV–విక్కర్స్ కాఠిన్యం చిహ్నం, N/mm2 (MPa);
F–పరీక్ష శక్తి, N;
d–ఇండెంటేషన్ యొక్క రెండు వికర్ణాల అంకగణిత సగటు, mm.
వికర్స్ కాఠిన్యంలో ఉపయోగించే పరీక్ష శక్తి F 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) మరియు ఇతర ఆరు స్థాయిలు. కాఠిన్యం విలువను కొలవవచ్చు పరిధి 5~1000HV.
వ్యక్తీకరణ పద్ధతికి ఉదాహరణ: 640HV30/20 అంటే 20S (సెకన్లు) కోసం 30Hgf (294.2N) పరీక్ష శక్తితో కొలవబడిన వికర్స్ కాఠిన్యం విలువ 640N/mm2 (MPa).
చాలా సన్నని లోహ పదార్థాలు మరియు ఉపరితల పొరల కాఠిన్యాన్ని నిర్ణయించడానికి విక్కర్స్ కాఠిన్యం పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు. ఇది బ్రినెల్ మరియు రాక్‌వెల్ పద్ధతుల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు వాటి ప్రాథమిక లోపాలను అధిగమిస్తుంది, కానీ ఇది రాక్‌వెల్ పద్ధతి వలె సులభం కాదు. ఉక్కు పైపు ప్రమాణాలలో విక్కర్స్ పద్ధతి చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది.