બ્રિનેલ અને રોકવેલ કઠિનતા માપન શું છે?

ધાતુશાસ્ત્ર અને ભૌતિક વિજ્ઞાનની દુનિયામાં, કઠિનતા એ સામગ્રીની ગુણવત્તા અને કામગીરીનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોમાંનો એક છે. કઠિનતા પરીક્ષણો વિકૃતિ, ખંજવાળ અથવા ઇન્ડેન્ટેશન સામે સામગ્રીના પ્રતિકારને માપે છે. ઘણી કઠિનતા પરીક્ષણ પદ્ધતિઓમાં,બ્રિનેલ હાર્ડનેસ ટેસ્ટ (BHN)અનેરોકવેલ હાર્ડનેસ ટેસ્ટ (HR)ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનોમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આ પરીક્ષણો ઉત્પાદકો, ઇજનેરો અને ગુણવત્તા નિયંત્રણ ટીમોને ખાતરી કરવામાં મદદ કરે છે કે ધાતુઓ તેમના હેતુપૂર્વકના ઉપયોગ માટે જરૂરી તાકાત, ઘર્ષણ પ્રતિકાર અને ટકાઉપણું પૂર્ણ કરે છે. આ લેખમાં, આપણે બ્રિનેલ અને રોકવેલ કઠિનતા માપન શું છે, તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને તે ક્યાં લાગુ કરવામાં આવે છે તેનું અન્વેષણ કરીશું.

સામગ્રીમાં કઠિનતાને સમજવી

કઠિનતા એ કોઈ એક ભૌતિક ગુણધર્મ નથી, પરંતુ તે તાકાત, નમ્રતા અને ઘસારો પ્રતિકારનું મિશ્રણ છે. કઠણ સામગ્રીમાં સામાન્ય રીતે ઘસારો અને વિકૃતિ માટે વધુ પ્રતિકાર હોય છે, જે તેને સાધનો, મશીનરીના ભાગો અને માળખાકીય ઘટકો જેવા ઉચ્ચ-તાણવાળા વાતાવરણ માટે આદર્શ બનાવે છે.

જોકે, કઠિનતાને કઠિનતા સાથે સંતુલિત કરવી આવશ્યક છે. વધુ પડતી કઠિન સામગ્રી બરડ હોઈ શકે છે, જ્યારે ખૂબ નરમ સામગ્રી ઝડપથી ઘસાઈ શકે છે. આ જ કારણ છે કે બ્રિનેલ અને રોકવેલ જેવી ચોક્કસ માપન પદ્ધતિઓ ખૂબ મહત્વપૂર્ણ છે.

બ્રિનેલ હાર્ડનેસ ટેસ્ટ (BHN)

ઝાંખી

૧૯૦૦ માં સ્વીડિશ એન્જિનિયર જોહાન ઓગસ્ટ બ્રિનેલ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ બ્રિનેલ હાર્ડનેસ ટેસ્ટ, સૌથી જૂની કઠિનતા પરીક્ષણ પદ્ધતિઓમાંની એક છે. તેનો ઉપયોગ કાસ્ટિંગ અને ફોર્જિંગ જેવા બરછટ અથવા અસમાન અનાજ માળખાવાળા પદાર્થો માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

કામગીરીનો સિદ્ધાંત

બ્રિનેલ ટેસ્ટમાં:

1. એક સખત સ્ટીલ અથવા ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ બોલ (સામાન્ય રીતે 10 મીમી વ્યાસ) સામગ્રીની સપાટી પર દબાવવામાં આવે છે.

2. ભારે ભાર (સામાન્ય રીતે 500 અને 3000 kgf વચ્ચે) ચોક્કસ સમય માટે, સામાન્ય રીતે 10 થી 30 સેકન્ડ માટે લાગુ કરવામાં આવે છે.

3. સપાટી પર બાકી રહેલા ઇન્ડેન્ટેશનનો વ્યાસ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે.

4. આબીએચએનમૂલ્યની ગણતરી લાગુ બળને ઇન્ડેન્ટેશનના સપાટી ક્ષેત્રફળ દ્વારા વિભાજીત કરીને કરવામાં આવે છે.

ફાયદા

• ખરબચડી સપાટીઓ માટે યોગ્ય

• મોટા, ભારે ભાગોનું પરીક્ષણ કરી શકે છે

• મોટા વિસ્તારમાં સારી સરેરાશ કઠિનતા પૂરી પાડે છે.

ગેરફાયદા

• એક મોટું કાયમી ઇન્ડેન્ટેશન છોડે છે

• ખૂબ જ પાતળા અથવા ખૂબ જ કઠણ સામગ્રી માટે યોગ્ય નથી.

• ઓપ્ટિકલ માપનની જરૂર છે, જે સમય માંગી શકે છે

અરજીઓ

• કાસ્ટ આયર્ન

• એલ્યુમિનિયમ એલોય

• તાંબુ અને પિત્તળ

• મોટા સ્ટીલ ઘટકો

રોકવેલ હાર્ડનેસ ટેસ્ટ (HR)

ઝાંખી

20મી સદીની શરૂઆતમાં હ્યુ અને સ્ટેનલી રોકવેલ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ રોકવેલ હાર્ડનેસ ટેસ્ટ, આધુનિક ઉદ્યોગમાં સૌથી સામાન્ય કઠિનતા માપન પદ્ધતિઓમાંની એક છે. તે બ્રિનેલ કરતાં ઝડપી અને સરળ છે અને તેને કોઈ ઓપ્ટિકલ માપનની જરૂર નથી.

કામગીરીનો સિદ્ધાંત

રોકવેલ પરીક્ષણમાં:

1. સ્ટીલ અથવા ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ બોલ અથવા શંકુ આકારનો હીરા (બ્રેલ) પેનિટ્રેટર સામગ્રીમાં દબાવવામાં આવે છે.

2. પેનિટ્રેટરને બેસાડવા માટે પહેલા એક નાનો ભાર (સામાન્ય રીતે 10 kgf) નાખવામાં આવે છે.

3. એક મુખ્ય ભાર (સામાન્ય રીતે 60, 100, અથવા 150 kgf) એક નિશ્ચિત સમય માટે લાગુ કરવામાં આવે છે.

4. નાના ભાર પછીની ઊંડાઈની સરખામણીમાં મુખ્ય ભાર હેઠળ પ્રવેશની ઊંડાઈ, કઠિનતા મૂલ્ય નક્કી કરે છે.

5. પરિણામ વધુ ગણતરી વિના રોકવેલ કઠિનતા સ્કેલ પરથી સીધું વાંચવામાં આવે છે.

રોકવેલ સ્કેલ

• રોકવેલ એ (HRA)– પાતળા કઠણ આવરણ માટે ડાયમંડ કોન, 60 kgf;

• રોકવેલ બી (HRB)- ૧/૧૬-ઇંચનો બોલ, ૧૦૦ કિલોગ્રામ; કોપર એલોય જેવી નરમ ધાતુઓ માટે

• રોકવેલ સી (HRC)- ડાયમંડ કોન, 150 kgf; કઠણ સ્ટીલ માટે

ફાયદા

• ઝડપી અને સરળ રીતે કરી શકાય છે

• ડાયરેક્ટ ડિજિટલ રીડઆઉટ, કોઈ ગણતરીની જરૂર નથી

• સપાટીની ન્યૂનતમ તૈયારી

• ઉત્પાદન વાતાવરણ માટે યોગ્ય

ગેરફાયદા

• નાના ઇન્ડેન્ટેશન બરછટ માળખાવાળા પદાર્થોના જથ્થાબંધ ગુણધર્મોનું પ્રતિનિધિત્વ ન કરી શકે.

• કેટલાક કિસ્સાઓમાં ખૂબ જ પાતળા અથવા નાના ભાગો માટે મર્યાદિત

અરજીઓ

• કઠણ સ્ટીલ

• સ્ટેનલેસ સ્ટીલ

• એલ્યુમિનિયમ

• પિત્તળ

• ટૂલ સ્ટીલ

બ્રિનેલ વિરુદ્ધ રોકવેલ: મુખ્ય તફાવતો