ഉരുക്കിന്റെ കാഠിന്യത്തിന്റെ മൂന്ന് മാനദണ്ഡങ്ങൾ

കഠിനമായ വസ്തുക്കൾ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വീഴുന്നതിനെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള ഒരു ലോഹ വസ്തുവിന്റെ കഴിവിനെ കാഠിന്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത പരീക്ഷണ രീതികളും പ്രയോഗത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയും അനുസരിച്ച്, കാഠിന്യത്തെ ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം, റോക്ക്‌വെൽ കാഠിന്യം, വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യം, ഷോർ കാഠിന്യം, മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ്, ഉയർന്ന താപനില കാഠിന്യം എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. പൈപ്പുകൾക്ക് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മൂന്ന് കാഠിന്യങ്ങളുണ്ട്: ബ്രിനെൽ, റോക്ക്‌വെൽ, വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യം.

എ. ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം (HB)

നിർദ്ദിഷ്ട ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ് (F) ഉപയോഗിച്ച് സാമ്പിൾ പ്രതലത്തിലേക്ക് അമർത്താൻ ഒരു നിശ്ചിത വ്യാസമുള്ള ഒരു സ്റ്റീൽ ബോൾ അല്ലെങ്കിൽ കാർബൈഡ് ബോൾ ഉപയോഗിക്കുക. നിർദ്ദിഷ്ട ഹോൾഡിംഗ് സമയത്തിന് ശേഷം, ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ് നീക്കം ചെയ്‌ത് സാമ്പിൾ പ്രതലത്തിലെ ഇൻഡന്റേഷൻ വ്യാസം (L) അളക്കുക. ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സിനെ ഇൻഡന്റ് ചെയ്‌ത ഗോളത്തിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം കൊണ്ട് ഹരിക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ഘടകമാണ് ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം മൂല്യം. HBS (സ്റ്റീൽ ബോൾ) ൽ പ്രകടിപ്പിക്കുമ്പോൾ, യൂണിറ്റ് N/mm2 (MPa) ആണ്.

കണക്കുകൂട്ടൽ സൂത്രവാക്യം ഇതാണ്:
ഫോർമുലയിൽ: F–ലോഹ സാമ്പിളിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ അമർത്തിയിരിക്കുന്ന പരീക്ഷണ ബലം, N;
പരിശോധനയ്ക്കുള്ള സ്റ്റീൽ ബോളിന്റെ D–വ്യാസം, mm;
d–ഇൻഡന്റേഷന്റെ ശരാശരി വ്യാസം, mm.
ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം അളക്കുന്നത് കൂടുതൽ കൃത്യവും വിശ്വസനീയവുമാണ്, എന്നാൽ പൊതുവെ HBS 450N/mm2 (MPa)-ൽ താഴെയുള്ള ലോഹ വസ്തുക്കൾക്ക് മാത്രമേ അനുയോജ്യമാകൂ, കൂടാതെ കാഠിന്യമുള്ള സ്റ്റീലിനോ നേർത്ത പ്ലേറ്റുകൾക്കോ ​​അനുയോജ്യമല്ല. സ്റ്റീൽ പൈപ്പ് മാനദണ്ഡങ്ങളിൽ, ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. മെറ്റീരിയലിന്റെ കാഠിന്യം പ്രകടിപ്പിക്കാൻ ഇൻഡന്റേഷൻ വ്യാസം d പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് അവബോധജന്യവും സൗകര്യപ്രദവുമാണ്.
ഉദാഹരണം: 120HBS10/1000130: അതായത് 10mm വ്യാസമുള്ള സ്റ്റീൽ ബോൾ ഉപയോഗിച്ച് 1000Kgf (9.807KN) എന്ന ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സിൽ 30 സെക്കൻഡ് (സെക്കൻഡ്) നേരത്തേക്ക് അളക്കുന്ന ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം മൂല്യം 120N/mm2 (MPa) ആണ്.

ബി. റോക്ക്‌വെൽ കാഠിന്യം (HR)

ബ്രിനെൽ ഹാർഡ്‌നെസ് ടെസ്റ്റ് പോലെ തന്നെ റോക്ക്‌വെൽ ഹാർഡ്‌നെസ് ടെസ്റ്റ് ഒരു ഇൻഡന്റേഷൻ ടെസ്റ്റ് രീതിയാണ്. വ്യത്യാസം അത് ഇൻഡന്റേഷന്റെ ആഴം അളക്കുന്നു എന്നതാണ്. അതായത്, പ്രാരംഭ ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സിന്റെയും (Fo) മൊത്തം ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സിന്റെയും (F) തുടർച്ചയായ പ്രവർത്തനത്തിൽ, സ്റ്റീൽ മില്ലിന്റെ ഇൻഡന്റർ (കോൺ അല്ലെങ്കിൽ സ്റ്റീൽ ബോൾ) സാമ്പിളിന്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് അമർത്തുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട ഹോൾഡിംഗ് സമയത്തിന് ശേഷം, പ്രധാന ഫോഴ്‌സ് നീക്കംചെയ്യുന്നു. ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ്, കാഠിന്യം മൂല്യം കണക്കാക്കാൻ അളന്ന അവശിഷ്ട ഇൻഡന്റേഷൻ ഡെപ്ത് ഇൻക്രിമെന്റ് (e) ഉപയോഗിക്കുക. അതിന്റെ മൂല്യം HR എന്ന ചിഹ്നത്താൽ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ഒരു അജ്ഞാത സംഖ്യയാണ്, കൂടാതെ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്കെയിലുകളിൽ A, B, C, D, E, F, G, H, K എന്നിവയുൾപ്പെടെ 9 സ്കെയിലുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയിൽ, സ്റ്റീൽ കാഠിന്യം പരിശോധനയ്ക്കായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്കെയിലുകൾ സാധാരണയായി A, B, C എന്നിവയാണ്, അതായത് HRA, HRB, HRC.

കാഠിന്യം മൂല്യം ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:
A, C സ്കെയിലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, HR=100-e
ബി സ്കെയിൽ ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, HR=130-e
ഫോർമുലയിൽ, e – റെസിഡ്യൂവൽ ഇൻഡന്റേഷൻ ഡെപ്ത് ഇൻക്രിമെന്റ് 0.002mm എന്ന നിർദ്ദിഷ്ട യൂണിറ്റിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, അതായത്, ഇൻഡന്ററിന്റെ അച്ചുതണ്ട് സ്ഥാനചലനം ഒരു യൂണിറ്റ് (0.002mm) ആയിരിക്കുമ്പോൾ, അത് റോക്ക്‌വെൽ കാഠിന്യത്തിൽ ഒരു സംഖ്യയുടെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാണ്. e മൂല്യം വലുതാകുമ്പോൾ, ലോഹത്തിന്റെ കാഠിന്യം കുറയും, തിരിച്ചും.
മുകളിൽ പറഞ്ഞ മൂന്ന് സ്കെയിലുകളുടെയും ബാധകമായ വ്യാപ്തി ഇപ്രകാരമാണ്:
എച്ച്ആർഎ (ഡയമണ്ട് കോൺ ഇൻഡന്റർ) 20-88
എച്ച്ആർസി (ഡയമണ്ട് കോൺ ഇൻഡന്റർ) 20-70
HRB (വ്യാസം 1.588mm സ്റ്റീൽ ബോൾ ഇൻഡന്റർ) 20-100
റോക്ക്‌വെൽ കാഠിന്യം പരിശോധന നിലവിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു രീതിയാണ്, അവയിൽ ബ്രിനെൽ കാഠിന്യം എച്ച്‌ബിക്ക് ശേഷം സ്റ്റീൽ പൈപ്പ് മാനദണ്ഡങ്ങളിൽ HRC ഉപയോഗിക്കുന്നു. വളരെ മൃദുവായതിൽ നിന്ന് വളരെ കടുപ്പമുള്ളതിലേക്ക് ലോഹ വസ്തുക്കൾ അളക്കാൻ റോക്ക്‌വെൽ കാഠിന്യം ഉപയോഗിക്കാം. ബ്രിനെൽ രീതിയുടെ പോരായ്മകൾ ഇത് നികത്തുന്നു. ഇത് ബ്രിനെൽ രീതിയേക്കാൾ ലളിതമാണ്, കൂടാതെ കാഠിന്യം മെഷീനിന്റെ ഡയലിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് കാഠിന്യം മൂല്യം വായിക്കാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ചെറിയ ഇൻഡന്റേഷൻ കാരണം, കാഠിന്യം മൂല്യം ബ്രിനെൽ രീതി പോലെ കൃത്യമല്ല.

സി. വിക്കേഴ്സ് കാഠിന്യം (HV)

വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യം പരിശോധനയും ഒരു ഇൻഡന്റേഷൻ പരിശോധനാ രീതിയാണ്. വിപരീത പ്രതലങ്ങൾക്കിടയിൽ 1360 കോണുള്ള ഒരു ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പിരമിഡൽ ഡയമണ്ട് ഇൻഡന്റർ, തിരഞ്ഞെടുത്ത ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സിൽ (F) ടെസ്റ്റ് പ്രതലത്തിലേക്ക് അമർത്തുകയും നിർദ്ദിഷ്ട ഹോൾഡിംഗ് സമയത്തിന് ശേഷം അത് നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇൻഡന്റേഷന്റെ രണ്ട് ഡയഗണലുകളുടെ നീളം ബലമായി അളക്കുക.

വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യം മൂല്യം എന്നത് ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സിന്റെ ഇൻഡന്റേഷൻ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം കൊണ്ട് ഹരിച്ച ഘടകമാണ്. അതിന്റെ കണക്കുകൂട്ടൽ സൂത്രവാക്യം ഇതാണ്:
ഫോർമുലയിൽ: HV–Vickers കാഠിന്യം ചിഹ്നം, N/mm2 (MPa);
F–ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ്, N;
d–ഇൻഡന്റേഷന്റെ രണ്ട് ഡയഗണലുകളുടെ ഗണിത ശരാശരി, mm.
വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ് F 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) എന്നിവയും മറ്റ് ആറ് ലെവലുകളുമാണ്. കാഠിന്യ മൂല്യം അളക്കാൻ കഴിയും പരിധി 5~1000HV ആണ്.
എക്സ്പ്രഷൻ രീതിയുടെ ഉദാഹരണം: 640HV30/20 എന്നാൽ 20 സെക്കൻഡ് (സെക്കൻഡ്) നേരം 30Hgf (294.2N) എന്ന ടെസ്റ്റ് ഫോഴ്‌സ് ഉപയോഗിച്ച് അളക്കുന്ന വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യം മൂല്യം 640N/mm2 (MPa) ആണെന്നാണ്.
വളരെ നേർത്ത ലോഹ വസ്തുക്കളുടെയും ഉപരിതല പാളികളുടെയും കാഠിന്യം നിർണ്ണയിക്കാൻ വിക്കേഴ്സ് കാഠിന്യം രീതി ഉപയോഗിക്കാം. ബ്രിനെൽ, റോക്ക്‌വെൽ രീതികളുടെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ ഇതിന് ഉണ്ട്, അവയുടെ അടിസ്ഥാന പോരായ്മകളെ മറികടക്കുന്നു, പക്ഷേ ഇത് റോക്ക്‌വെൽ രീതി പോലെ ലളിതമല്ല. സ്റ്റീൽ പൈപ്പ് മാനദണ്ഡങ്ങളിൽ വിക്കേഴ്സ് രീതി വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ.