ఉక్కు కోసం మూడు కాఠిన్యం ప్రమాణాలు

కఠినమైన వస్తువుల ద్వారా ఉపరితలం యొక్క ఇండెంటేషన్‌ను నిరోధించే లోహ పదార్థం యొక్క సామర్థ్యాన్ని కాఠిన్యం అంటారు. వివిధ పరీక్షా పద్ధతులు మరియు అప్లికేషన్ పరిధి ప్రకారం, కాఠిన్యాన్ని బ్రినెల్ కాఠిన్యం, రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం, వికర్స్ కాఠిన్యం, తీర కాఠిన్యం, మైక్రోహార్డ్‌నెస్ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత కాఠిన్యంగా విభజించవచ్చు. పైపుల కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే మూడు కాఠిన్యతలు ఉన్నాయి: బ్రినెల్, రాక్‌వెల్ మరియు వికర్స్ కాఠిన్యం.

ఎ. బ్రినెల్ కాఠిన్యం (HB)

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

గణన సూత్రం:
ఫార్ములాలో: F–లోహ నమూనా ఉపరితలంపైకి నొక్కిన పరీక్ష శక్తి, N;
పరీక్ష కోసం స్టీల్ బాల్ యొక్క D-వ్యాసం, mm;
ఇండెంటేషన్ యొక్క d-సగటు వ్యాసం, mm.
బ్రినెల్ కాఠిన్యం యొక్క కొలత మరింత ఖచ్చితమైనది మరియు నమ్మదగినది, అయితే సాధారణంగా HBS 450N/mm2 (MPa) కంటే తక్కువ మెటల్ మెటీరియల్‌లకు మాత్రమే సరిపోతుంది మరియు గట్టి ఉక్కు లేదా సన్నగా ఉండే ప్లేట్‌లకు తగినది కాదు. ఉక్కు పైపు ప్రమాణాలలో, బ్రినెల్ కాఠిన్యం అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇండెంటేషన్ వ్యాసం d అనేది పదార్థం యొక్క కాఠిన్యాన్ని వ్యక్తీకరించడానికి తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది సహజమైన మరియు అనుకూలమైనది.
ఉదాహరణ: 120HBS10/1000130: అంటే 1000Kgf (9.807KN) టెస్ట్ ఫోర్స్ కింద 10mm వ్యాసం కలిగిన స్టీల్ బాల్‌ని ఉపయోగించి 30సె (సెకన్లు) 120N/mm2 (MPa) కొలవబడిన Brinell కాఠిన్యం విలువ.

బి. రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం (HR)

బ్రినెల్ కాఠిన్యం పరీక్ష వలె రాక్‌వెల్ కాఠిన్యం పరీక్ష ఇండెంటేషన్ పరీక్ష 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 తీసివేయబడుతుంది. బలాన్ని పరీక్షించండి, కాఠిన్యం విలువను లెక్కించడానికి కొలిచిన అవశేష ఇండెంటేషన్ డెప్త్ ఇంక్రిమెంట్ (e)ని ఉపయోగించండి. దీని విలువ అనామక సంఖ్య, ఇది HR చిహ్నం ద్వారా సూచించబడుతుంది మరియు ఉపయోగించిన ప్రమాణాలలో A, B, C, D, E, F, G, H మరియు Kతో సహా 9 ప్రమాణాలు ఉన్నాయి. వాటిలో, ఉక్కు కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రమాణాలు కాఠిన్యం పరీక్ష సాధారణంగా A, B, మరియు C, అవి HRA, HRB మరియు HRC.

కాఠిన్యం విలువ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది:
A మరియు C ప్రమాణాలతో పరీక్షిస్తున్నప్పుడు, HR=100-e
B స్కేల్‌తో పరీక్షిస్తున్నప్పుడు, HR=130-e
ఫార్ములాలో, e – అవశేష ఇండెంటేషన్ డెప్త్ ఇంక్రిమెంట్ 0.002mm యొక్క పేర్కొన్న యూనిట్‌లో వ్యక్తీకరించబడుతుంది, అంటే, ఇండెంటర్ యొక్క అక్షసంబంధ స్థానభ్రంశం ఒక యూనిట్ (0.002mm) అయినప్పుడు, ఇది రాక్‌వెల్ కాఠిన్యంలో ఒకదానితో మార్పుకు సమానం. సంఖ్య. పెద్ద e విలువ, మెటల్ యొక్క కాఠిన్యం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది.
పై మూడు ప్రమాణాల యొక్క 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 బ్రినెల్ కాఠిన్యం HB తర్వాత స్టీల్ పైపు ప్రమాణాలలో HRC ఉపయోగించబడుతుంది. 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. అయినప్పటికీ, దాని చిన్న ఇండెంటేషన్ కారణంగా, కాఠిన్యం విలువ బ్రినెల్ పద్ధతి వలె ఖచ్చితమైనది కాదు.

C. వికర్స్ కాఠిన్యం (HV)

వికర్స్ కాఠిన్యం పరీక్ష కూడా ఇండెంటేషన్ పరీక్ష పద్ధతి. ఇది ఎంచుకున్న టెస్ట్ ఫోర్స్ (F) వద్ద పరీక్ష ఉపరితలంలోకి వ్యతిరేక ఉపరితలాల మధ్య 1360 చేర్చబడిన కోణంతో చతురస్రాకార పిరమిడ్ డైమండ్ ఇండెంటర్‌ను నొక్కి, పేర్కొన్న హోల్డింగ్ సమయం తర్వాత దాన్ని తొలగిస్తుంది. ఫోర్స్, ఇండెంటేషన్ యొక్క రెండు వికర్ణాల పొడవును కొలవండి.

వికర్స్ కాఠిన్యం విలువ అనేది ఇండెంటేషన్ ఉపరితల వైశాల్యంతో భాగించబడిన పరీక్ష శక్తి యొక్క గుణకం. దాని గణన సూత్రం:
సూత్రంలో: HV–Vickers కాఠిన్యం చిహ్నం, N/mm2 (MPa);
F-టెస్ట్ ఫోర్స్, N;
d–ఇండెంటేషన్ యొక్క రెండు వికర్ణాల అంకగణిత సగటు, mm.
వికర్స్ కాఠిన్యంలో ఉపయోగించిన టెస్ట్ ఫోర్స్ 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 పద్ధతి యొక్క ఉదాహరణ: 640HV30/20 అంటే 20S (సెకన్లు) కోసం 30Hgf (294.2N) పరీక్ష శక్తితో కొలవబడిన వికర్స్ కాఠిన్యం విలువ 640N/mm2 (MPa).
వికర్స్ కాఠిన్యం పద్ధతి చాలా సన్నని లోహ పదార్థాలు మరియు ఉపరితల పొరల కాఠిన్యాన్ని గుర్తించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఇది బ్రినెల్ మరియు రాక్‌వెల్ పద్ధతుల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు వాటి ప్రాథమిక లోపాలను అధిగమిస్తుంది, అయితే ఇది రాక్‌వెల్ పద్ధతి వలె సులభం కాదు. ఉక్కు పైపు ప్రమాణాలలో వికర్స్ పద్ధతి చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది.