इस्पातको लागि तीन कठोरता मानकहरू

कडा वस्तुहरूद्वारा सतहको इन्डेन्टेसन प्रतिरोध गर्न धातु सामग्रीको क्षमतालाई कठोरता भनिन्छ। विभिन्न परीक्षण विधि र आवेदन दायरा अनुसार, कठोरता Brinell कठोरता, Rockwell कठोरता, Vickers कठोरता, किनारा कठोरता, microhardness र उच्च तापमान कठोरता मा विभाजित गर्न सकिन्छ। पाइपहरूको लागि सामान्यतया प्रयोग हुने तीनवटा कठोरताहरू छन्: ब्रिनेल, रकवेल, र विकर्स कठोरता।

A. Brinell कठोरता (HB)

निर्दिष्ट परीक्षण बल (F) को साथ नमूना सतहमा थिच्न निश्चित व्यासको स्टिल बल वा कार्बाइड बल प्रयोग गर्नुहोस्। निर्दिष्ट होल्डिङ समय पछि, परीक्षण बल हटाउनुहोस् र नमूना सतहमा इन्डेन्टेसन व्यास (L) मापन गर्नुहोस्। Brinell कठोरता मान इन्डेन्टेड क्षेत्रको सतह क्षेत्र द्वारा परीक्षण बल विभाजित गरेर प्राप्त भागफल हो। HBS (स्टील बल) मा व्यक्त गरिएको, एकाइ N/mm2 (MPa) हो।

गणना सूत्र हो:
सूत्रमा: F– धातु नमूनाको सतहमा थिचिएको परीक्षण बल, N;
D-परीक्षणको लागि स्टिल बलको व्यास, मिमी;
d–इन्डेन्टेसनको औसत व्यास, मिमी।
Brinell कठोरता को मापन अधिक सटीक र भरपर्दो छ, तर सामान्यतया HBS केवल 450N/mm2 (MPa) भन्दा कम धातु सामग्री को लागी उपयुक्त छ, र कडा स्टील वा पातलो प्लेटहरु को लागी उपयुक्त छैन। स्टील पाइप मापदण्डहरू मध्ये, Brinell कठोरता सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। इन्डेन्टेसन व्यास d प्रायः सामग्रीको कठोरता व्यक्त गर्न प्रयोग गरिन्छ, जुन दुबै सहज र सुविधाजनक छ।
उदाहरण: 120HBS10/1000130: यसको मतलब 30 (सेकेन्ड) को लागि 1000Kgf (9.807KN) को परीक्षण बल अन्तर्गत 10mm व्यासको स्टिल बल प्रयोग गरेर नापिएको Brinell कठोरता मान 120N/mm2 (MPa) हो।

B. रकवेल कठोरता (HR)

रकवेल कठोरता परीक्षण, जस्तै Brinell कठोरता परीक्षण, एक इन्डेन्टेशन परीक्षण विधि हो। भिन्नता यो हो कि यसले इन्डेन्टेशनको गहिराई मापन गर्दछ। अर्थात्, प्रारम्भिक परीक्षण बल (Fo) र कुल परीक्षण बल (F) को क्रमिक कार्य अन्तर्गत, इन्डेन्टर (स्टील मिलको कोन वा स्टिल बल) नमूनाको सतहमा थिचिन्छ। निर्दिष्ट होल्डिङ समय पछि, मुख्य बल हटाइन्छ। बल परीक्षण गर्नुहोस्, कठोरता मान गणना गर्न मापन गरिएको अवशिष्ट इन्डेन्टेशन गहिराई वृद्धि (e) प्रयोग गर्नुहोस्। यसको मान एक बेनामी संख्या हो, प्रतीक HR द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको छ, र प्रयोग गरिएको तराजूमा A, B, C, D, E, F, G, H, र K सहित 9 स्केलहरू समावेश छन्। तिनीहरूमध्ये, सामान्यतया स्टिलको लागि प्रयोग गरिने तराजूहरू कठोरता परीक्षण सामान्यतया A, B, र C हो, अर्थात् HRA, HRB, र HRC।

कठोरता मान निम्न सूत्र प्रयोग गरेर गणना गरिन्छ:
A र C स्केलको साथ परीक्षण गर्दा, HR=100-e
B स्केलको साथ परीक्षण गर्दा, HR=130-e
सूत्रमा, e - अवशिष्ट इन्डेन्टेशन गहिराई वृद्धि 0.002mm को निर्दिष्ट एकाइमा व्यक्त गरिएको छ, अर्थात्, जब इन्डेन्टरको अक्षीय विस्थापन एक एकाइ (0.002mm) हुन्छ, यो रकवेल कठोरतामा एक परिवर्तनको बराबर हुन्छ। संख्या। ई मान जति ठूलो हुन्छ, धातुको कठोरता कम हुन्छ, र यसको विपरीत।
माथिका तीनवटा स्केलहरूको लागू दायरा निम्नानुसार छ:
HRA (हीरा कोन इन्डेन्टर) 20-88
HRC (हीरा कोन इन्डेन्टर) 20-70
HRB (व्यास 1.588mm स्टिल बल इन्डेन्टर) 20-100
रकवेल कठोरता परीक्षण हाल एक व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको विधि हो, जसमध्ये एचआरसी ब्रिनेल कठोरता एचबी पछि दोस्रो मात्रै स्टिल पाइप मानकहरूमा प्रयोग गरिन्छ। रकवेल कठोरता धातु सामग्रीहरू अत्यन्त नरम देखि अत्यन्त कडा मापन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसले ब्रिनेल विधिको कमजोरीहरूको लागि बनाउँछ। यो Brinell विधि भन्दा सरल छ र कठोरता मान सीधा कठोरता मेसिनको डायलबाट पढ्न सकिन्छ। यद्यपि, यसको सानो इन्डेन्टेसनको कारण, कठोरता मान Brinell विधि जत्तिकै सही छैन।

C. विकर्स कठोरता (HV)

Vickers कठोरता परीक्षण पनि एक इन्डेन्टेशन परीक्षण विधि हो। यसले चयन गरिएको परीक्षण बल (F) मा विपरित सतहहरू बीचको 1360 को समावेश कोणको साथ एक वर्ग पिरामिडल हीरा इन्डेन्टरलाई परीक्षण सतहमा थिच्छ, र निर्दिष्ट होल्डिङ समय पछि हटाउँछ। बल, इन्डेन्टेसनको दुई विकर्णको लम्बाइ नाप्नुहोस्।

Vickers कठोरता मान इन्डेन्टेसन सतह क्षेत्र द्वारा विभाजित परीक्षण बल को भागफल हो। यसको गणना सूत्र हो:
सूत्रमा: HV-Vickers कठोरता प्रतीक, N/mm2 (MPa);
F-परीक्षण बल, N;
d–इन्डेन्टेसनको दुई विकर्णको अंकगणितीय माध्य, मिमी।
Vickers कठोरता मा प्रयोग गरिएको परीक्षण बल F 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) र अन्य छवटा स्तरहरू छन्। कठोरता मान मापन गर्न सकिन्छ दायरा 5 ~ 1000HV हो।
अभिव्यक्ति विधिको उदाहरण: 640HV30/20 को मतलब 20S (सेकेन्ड) को लागि 30Hgf (294.2N) को परीक्षण बलको साथ मापन गरिएको Vickers कठोरता मान 640N/mm2 (MPa) हो।
Vickers कठोरता विधि धेरै पातलो धातु सामग्री र सतह तहहरूको कठोरता निर्धारण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसमा ब्रिनेल र रकवेल विधिहरूको मुख्य फाइदाहरू छन् र तिनीहरूका आधारभूत कमजोरीहरूलाई पार गर्दछ, तर यो रकवेल विधि जत्तिकै सरल छैन। Vickers विधि विरलै स्टील पाइप मानक मा प्रयोग गरिन्छ।