स्टीलसाठी तीन कडकपणा मानके

कठीण वस्तूंद्वारे पृष्ठभागावरील इंडेंटेशनला प्रतिकार करण्याच्या धातूच्या पदार्थाच्या क्षमतेला कडकपणा म्हणतात. वेगवेगळ्या चाचणी पद्धती आणि अनुप्रयोगाच्या व्याप्तीनुसार, कडकपणा ब्रिनेल कडकपणा, रॉकवेल कडकपणा, विकर्स कडकपणा, किनाऱ्यावरील कडकपणा, सूक्ष्म कडकपणा आणि उच्च तापमान कडकपणामध्ये विभागला जाऊ शकतो. पाईप्ससाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या तीन कडकपणा आहेत: ब्रिनेल, रॉकवेल आणि विकर्स कडकपणा.

अ. ब्रिनेल कडकपणा (HB)

विशिष्ट व्यासाचा स्टील बॉल किंवा कार्बाइड बॉल वापरून नमुना पृष्ठभागावर निर्दिष्ट चाचणी बल (F) दाबा. निर्दिष्ट होल्डिंग वेळेनंतर, चाचणी बल काढून टाका आणि नमुना पृष्ठभागावरील इंडेंटेशन व्यास (L) मोजा. ब्रिनेल कडकपणा मूल्य म्हणजे इंडेंट केलेल्या गोलाच्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळाने चाचणी बलाचे विभाजन करून मिळवलेला भागफल. HBS (स्टील बॉल) मध्ये व्यक्त केलेले, एकक N/mm2 (MPa) आहे.

गणना सूत्र आहे:
सूत्रात: F–धातूच्या नमुन्याच्या पृष्ठभागावर दाबलेले चाचणी बल, N;
चाचणीसाठी स्टील बॉलचा D–व्यास, मिमी;
d–इंडेंटेशनचा सरासरी व्यास, मिमी.
ब्रिनेल कडकपणाचे मोजमाप अधिक अचूक आणि विश्वासार्ह आहे, परंतु सामान्यतः HBS फक्त 450N/mm2 (MPa) पेक्षा कमी धातूच्या पदार्थांसाठी योग्य आहे आणि ते कठीण स्टील किंवा पातळ प्लेट्ससाठी योग्य नाही. स्टील पाईप मानकांमध्ये, ब्रिनेल कडकपणा सर्वात जास्त वापरला जातो. इंडेंटेशन व्यास d हा बहुतेकदा सामग्रीची कडकपणा व्यक्त करण्यासाठी वापरला जातो, जो सहज आणि सोयीस्कर दोन्ही आहे.
उदाहरण: १२०HBS१०/१०००१३०: याचा अर्थ असा की १० मिमी व्यासाच्या स्टील बॉलचा वापर करून १०००Kgf (९.८०७KN) च्या चाचणी बलाखाली ३० सेकंद (सेकंद) साठी मोजलेले ब्रिनेल कडकपणा मूल्य १२०N/mm२ (MPa) आहे.

ब. रॉकवेल कडकपणा (एचआर)

ब्रिनेल कडकपणा चाचणी प्रमाणे रॉकवेल कडकपणा चाचणी ही एक इंडेंटेशन चाचणी पद्धत आहे. फरक असा आहे की ती इंडेंटेशनची खोली मोजते. म्हणजेच, प्रारंभिक चाचणी बल (Fo) आणि एकूण चाचणी बल (F) च्या अनुक्रमिक क्रियेअंतर्गत, इंडेंटर (स्टील मिलचा शंकू किंवा स्टील बॉल) नमुन्याच्या पृष्ठभागावर दाबला जातो. निर्दिष्ट होल्डिंग वेळेनंतर, मुख्य बल काढून टाकले जाते. चाचणी बल, कडकपणा मूल्य मोजण्यासाठी मोजलेल्या अवशिष्ट इंडेंटेशन खोली वाढीचा वापर करा. त्याचे मूल्य एक अनामिक संख्या आहे, जी HR चिन्हाद्वारे दर्शविली जाते आणि वापरल्या जाणाऱ्या स्केलमध्ये A, B, C, D, E, F, G, H आणि K यासह 9 स्केल समाविष्ट आहेत. त्यापैकी, स्टील कडकपणा चाचणीसाठी सामान्यतः वापरले जाणारे स्केल सामान्यतः A, B, आणि C आहेत, म्हणजे HRA, HRB आणि HRC.

कडकपणाचे मूल्य खालील सूत्र वापरून मोजले जाते:
A आणि C स्केलसह चाचणी करताना, HR=100-e
बी स्केलसह चाचणी करताना, HR=१३०-e
सूत्रात, e – अवशिष्ट इंडेंटेशन खोली वाढ 0.002 मिमीच्या निर्दिष्ट युनिटमध्ये व्यक्त केली जाते, म्हणजेच, जेव्हा इंडेंटरचे अक्षीय विस्थापन एक युनिट (0.002 मिमी) असते, तेव्हा ते रॉकवेल कडकपणामध्ये एका संख्येने बदलाच्या समतुल्य असते. e मूल्य जितके मोठे असेल तितकी धातूची कडकपणा कमी असेल आणि उलट.
वरील तीन स्केलची लागू व्याप्ती खालीलप्रमाणे आहे:
एचआरए (डायमंड कोन इंडेंटर) २०-८८
एचआरसी (डायमंड कोन इंडेंटर) २०-७०
एचआरबी (व्यास १.५८८ मिमी स्टील बॉल इंडेंटर) २०-१००
रॉकवेल कडकपणा चाचणी ही सध्या मोठ्या प्रमाणात वापरली जाणारी पद्धत आहे, ज्यामध्ये ब्रिनेल कडकपणा HB नंतर दुसऱ्या क्रमांकावर असलेल्या स्टील पाईप मानकांमध्ये HRC वापरले जाते. रॉकवेल कडकपणाचा वापर अत्यंत मऊ ते अत्यंत कठीण अशा धातूच्या पदार्थांचे मोजमाप करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. ते ब्रिनेल पद्धतीतील कमतरता भरून काढते. हे ब्रिनेल पद्धतीपेक्षा सोपे आहे आणि कडकपणाचे मूल्य हार्डनेस मशीनच्या डायलवरून थेट वाचता येते. तथापि, त्याच्या लहान इंडेंटेशनमुळे, कडकपणाचे मूल्य ब्रिनेल पद्धतीइतके अचूक नाही.

क. विकर्स कडकपणा (HV)

विकर्स कडकपणा चाचणी ही देखील एक इंडेंटेशन चाचणी पद्धत आहे. ती निवडलेल्या चाचणी बलावर (F) चाचणी पृष्ठभागावर विरुद्ध पृष्ठभागांमधील १३६० च्या कोनासह चौरस पिरॅमिडल डायमंड इंडेंटर दाबते आणि निर्दिष्ट होल्डिंग वेळेनंतर ते काढून टाकते. बल वापरून, इंडेंटेशनच्या दोन कर्णांची लांबी मोजा.

विकर्स कडकपणा मूल्य हे चाचणी बलाचा भागाकार भागिले इंडेंटेशन पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ आहे. त्याचे गणना सूत्र असे आहे:
सूत्रात: HV–विकर्स कडकपणा चिन्ह, N/mm2 (MPa);
F–चाचणी बल, N;
d–इंडेंटेशनच्या दोन कर्णांचा अंकगणितीय सरासरी, मिमी.
विकर्स कडकपणामध्ये वापरलेला चाचणी बल F 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) आणि इतर सहा स्तरांचा आहे. कडकपणा मूल्य मोजता येते. श्रेणी 5~1000HV आहे.
अभिव्यक्ती पद्धतीचे उदाहरण: 640HV30/20 म्हणजे 20S (सेकंद) साठी 30Hgf (294.2N) च्या चाचणी बलाने मोजलेले विकर्स कडकपणा मूल्य 640N/mm2 (MPa) आहे.
विकर्स कडकपणा पद्धत अतिशय पातळ धातूच्या पदार्थांची आणि पृष्ठभागाच्या थरांची कडकपणा निश्चित करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. ब्रिनेल आणि रॉकवेल पद्धतींचे मुख्य फायदे त्यात आहेत आणि त्यांच्या मूलभूत कमतरतांवर मात करते, परंतु ती रॉकवेल पद्धतीइतकी सोपी नाही. स्टील पाईप मानकांमध्ये विकर्स पद्धत क्वचितच वापरली जाते.