ব্রিনেল এবং রকওয়েল কাঠিন্য পরিমাপ বলতে কী বোঝায়?

ধাতুবিদ্যা এবং বস্তু বিজ্ঞানের জগতে, কোনো উপাদানের গুণমান ও কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য ব্যবহৃত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলোর মধ্যে কাঠিন্য অন্যতম। কাঠিন্য পরীক্ষার মাধ্যমে কোনো উপাদানের বিকৃতি, আঁচড় লাগা বা দেবে যাওয়ার বিরুদ্ধে তার প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপ করা হয়। কাঠিন্য পরীক্ষার বিভিন্ন পদ্ধতির মধ্যে, কাঠিন্য হলো একটি প্রধান পরীক্ষা পদ্ধতি যা কোনো উপাদানের কাঠিন্যকে প্রভাবিত করে।ব্রিনেল কাঠিন্য পরীক্ষা (BHN)এবংরকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষা (HR)শিল্পক্ষেত্রে এগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়।

এই পরীক্ষাগুলো উৎপাদক, প্রকৌশলী এবং মান নিয়ন্ত্রণ দলকে এটা নিশ্চিত করতে সাহায্য করে যে, ধাতুগুলো তাদের উদ্দিষ্ট ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং স্থায়িত্ব পূরণ করছে। এই প্রবন্ধে আমরা ব্রিনেল ও রকওয়েল কাঠিন্য পরিমাপ কী, এগুলো কীভাবে কাজ করে এবং কোথায় এগুলো প্রয়োগ করা হয়, তা নিয়ে আলোচনা করব।

উপকরণে কাঠিন্য বোঝা

কাঠিন্য কোনো একক বস্তুগত বৈশিষ্ট্য নয়, বরং এটি শক্তি, নমনীয়তা এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতার একটি সমন্বয়। একটি কঠিন বস্তুর সাধারণত ক্ষয় এবং বিকৃতির বিরুদ্ধে উচ্চতর প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে, যা এটিকে সরঞ্জাম, যন্ত্রাংশ এবং কাঠামোগত উপাদানের মতো উচ্চ-চাপযুক্ত পরিবেশের জন্য আদর্শ করে তোলে।

তবে, কাঠিন্যের সাথে দৃঢ়তার ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। অতিরিক্ত কঠিন পদার্থ ভঙ্গুর হতে পারে, আবার অতিরিক্ত নরম পদার্থ দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হতে পারে। এই কারণেই ব্রিনেল ও রকওয়েলের মতো নির্ভুল পরিমাপ পদ্ধতিগুলো এত গুরুত্বপূর্ণ।

ব্রিনেল কাঠিন্য পরীক্ষা (BHN)

সংক্ষিপ্ত বিবরণ

১৯০০ সালে সুইডিশ প্রকৌশলী ইয়োহান অগাস্ট ব্রিনেল কর্তৃক উদ্ভাবিত ব্রিনেল কাঠিন্য পরীক্ষাটি প্রাচীনতম কাঠিন্য পরিমাপ পদ্ধতিগুলোর মধ্যে অন্যতম। এটি ঢালাই এবং ফোরজিং-এর মতো মোটা বা অসম দানাদার গঠনযুক্ত উপকরণগুলোর জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

কার্যপ্রণালী

ব্রিনেল পরীক্ষায়:

1. একটি শক্ত ইস্পাত বা টাংস্টেন কার্বাইডের বল (সাধারণত ১০ মিমি ব্যাসের) উপাদানটির পৃষ্ঠতলে চাপ দিয়ে বসানো হয়।

2. একটি ভারী বোঝা (সাধারণত ৫০০ থেকে ৩০০০ কেজিএফ-এর মধ্যে) একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য, সাধারণত ১০ থেকে ৩০ সেকেন্ডের জন্য, প্রয়োগ করা হয়।

3. পৃষ্ঠতলে সৃষ্ট গর্তটির ব্যাস একটি মাইক্রোস্কোপের সাহায্যে পরিমাপ করা হয়।

4. দ্যবিএইচএনপ্রয়োগকৃত বলকে খাঁজের পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল দ্বারা ভাগ করে মানটি গণনা করা হয়।

সুবিধাগুলি

• অমসৃণ পৃষ্ঠের জন্য উপযুক্ত

• বড়, ভারী অংশ পরীক্ষা করতে পারে

• বৃহত্তর এলাকা জুড়ে একটি ভালো গড় কাঠিন্য প্রদান করে

অসুবিধা

• একটি বড় স্থায়ী দাগ রেখে যায়

• খুব পাতলা বা খুব শক্ত উপকরণের জন্য উপযুক্ত নয়।

• এর জন্য আলোকীয় পরিমাপ প্রয়োজন, যা সময়সাপেক্ষ হতে পারে।

অ্যাপ্লিকেশন

• ঢালাই লোহা

• অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতু

• তামা এবং পিতল

• বড় ইস্পাত উপাদান

রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষা (HR)

সংক্ষিপ্ত বিবরণ

বিংশ শতাব্দীর শুরুতে হিউ এবং স্ট্যানলি রকওয়েল কর্তৃক উদ্ভাবিত রকওয়েল কাঠিন্য পরীক্ষাটি আধুনিক শিল্পে কাঠিন্য পরিমাপের অন্যতম প্রচলিত একটি পদ্ধতি। এটি ব্রিনেল পরীক্ষার চেয়ে দ্রুততর ও সহজতর এবং এর জন্য কোনো আলোকীয় পরিমাপের প্রয়োজন হয় না।

কার্যপ্রণালী

রকওয়েল পরীক্ষায়:

1. একটি ইস্পাত বা টাংস্টেন কার্বাইড বল অথবা একটি শঙ্কু আকৃতির হীরার (ব্রেল) ভেদক পদার্থটির মধ্যে চাপ দিয়ে প্রবেশ করানো হয়।

2. পেনিট্রেটরটিকে যথাস্থানে বসানোর জন্য প্রথমে একটি সামান্য চাপ (সাধারণত ১০ কেজিএফ) প্রয়োগ করা হয়।

3. একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য একটি বড় ভার (সাধারণত ৬০, ১০০ বা ১৫০ কেজিএফ) প্রয়োগ করা হয়।

4. প্রধান ভারের অধীনে অনুপ্রবেশের গভীরতা এবং গৌণ ভারের পরের গভীরতার তুলনা করে কাঠিন্যের মান নির্ধারণ করা হয়।

5. ফলাফলটি কোনো অতিরিক্ত গণনা ছাড়াই সরাসরি রকওয়েল কাঠিন্য স্কেল থেকে পড়া হয়।

রকওয়েল স্কেল

• রকওয়েল এ (এইচআরএ)– ডায়মন্ড কোণ, ৬০ কেজিএফ; পাতলা শক্ত প্রলেপের জন্য

• রকওয়েল বি (এইচআরবি)– ১/১৬-ইঞ্চি বল, ১০০ কেজিএফ; তামার সংকর ধাতুর মতো নরম ধাতুর জন্য

• রকওয়েল সি (এইচআরসি)– ডায়মন্ড কোণ, ১৫০ কেজিএফ; শক্ত ইস্পাতের জন্য

সুবিধাগুলি

• দ্রুত এবং সহজে সম্পাদনযোগ্য

• সরাসরি ডিজিটাল রিডআউট, কোনো গণনার প্রয়োজন নেই

• ন্যূনতম পৃষ্ঠ প্রস্তুতি

• উৎপাদন পরিবেশের জন্য উপযুক্ত

অসুবিধা

• ক্ষুদ্রতর খাঁজ স্থূল গঠনযুক্ত পদার্থের সামগ্রিক বৈশিষ্ট্যকে সঠিকভাবে উপস্থাপন নাও করতে পারে।

• কিছু ক্ষেত্রে খুব পাতলা বা ছোট যন্ত্রাংশের জন্য সীমিত।

অ্যাপ্লিকেশন

• শক্ত ইস্পাত

• স্টেইনলেস স্টিল

• অ্যালুমিনিয়াম

• পিতল

• টুল স্টিল

ব্রিনেল বনাম রকওয়েল: মূল পার্থক্য