ब्रिनेल आणि रॉकवेल कठीणता मापन म्हणजे काय?

धातुशास्त्र आणि पदार्थ विज्ञानाच्या जगात, कठीणपणा हा पदार्थाची गुणवत्ता आणि कार्यक्षमता तपासण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सर्वात महत्त्वपूर्ण गुणधर्मांपैकी एक आहे. कठीणपणा चाचण्या पदार्थाच्या विरूपण, ओरखडे किंवा खड्डे पडण्यास असलेल्या प्रतिकाराचे मोजमाप करतात. कठीणपणा तपासण्याच्या अनेक पद्धतींपैकी,ब्रिनेल कठीणता चाचणी (BHN)आणिरॉकवेल कठीणता चाचणी (एचआर)औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये सर्वाधिक वापरले जातात.

या चाचण्या उत्पादक, अभियंते आणि गुणवत्ता नियंत्रण पथकांना हे सुनिश्चित करण्यास मदत करतात की धातू त्यांच्या अभिप्रेत वापरासाठी आवश्यक असलेली मजबुती, झीज-प्रतिरोध आणि टिकाऊपणा पूर्ण करतात. या लेखात, आपण ब्रिनेल आणि रॉकवेल कठीणता मापन पद्धती काय आहेत, त्या कशा काम करतात आणि त्यांचा वापर कुठे केला जातो, हे जाणून घेणार आहोत.

पदार्थांमधील कठीणपणा समजून घेणे

कठोरता हा पदार्थाचा एकच गुणधर्म नसून, तो मजबुती, लवचिकता आणि झीज-प्रतिरोध यांचे मिश्रण आहे. अधिक कठोर पदार्थामध्ये सामान्यतः झीज आणि विरूपणाला जास्त प्रतिकार करण्याची क्षमता असते, ज्यामुळे तो अवजारे, यंत्राचे भाग आणि संरचनात्मक घटक यांसारख्या उच्च-तणावाच्या वातावरणासाठी आदर्श ठरतो.

तथापि, कठीणपणा आणि कणखरपणा यांचा समतोल साधला पाहिजे. जास्त कठीण पदार्थ ठिसूळ असू शकतो, तर खूप मऊ पदार्थ लवकर झिजू शकतो. म्हणूनच ब्रिनेल आणि रॉकवेल यांसारख्या अचूक मापन पद्धती अत्यंत महत्त्वाच्या आहेत.

ब्रिनेल कठीणता चाचणी (BHN)

आढावा

स्वीडिश अभियंता योहान ऑगस्ट ब्रिनेल यांनी १९०० मध्ये विकसित केलेली ब्रिनेल कठीणता चाचणी, ही सर्वात जुन्या कठीणता चाचणी पद्धतींपैकी एक आहे. कास्टिंग आणि फोर्जिंगसारख्या जाडसर किंवा असमान कण रचना असलेल्या पदार्थांसाठी ही पद्धत मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

कार्यप्रणालीचे तत्त्व

ब्रिनेल चाचणीमध्ये:

1. स्टील किंवा टंगस्टन कार्बाइडचा एक कठीण गोळा (सामान्यतः १० मिमी व्यासाचा) पदार्थाच्या पृष्ठभागावर दाबला जातो.

2. एक जड भार (साधारणपणे ५०० ते ३००० किलोग्रॅम फोर्स) एका विशिष्ट वेळेसाठी, साधारणपणे १० ते ३० सेकंदांसाठी, लावला जातो.

3. पृष्ठभागावर राहिलेल्या खळगीचा व्यास सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने मोजला जातो.

4. बीएचएनलावलेल्या बलाला खळगीच्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळाने भागून मूल्याची गणना केली जाते.

फायदे

• खडबडीत पृष्ठभागांसाठी उपयुक्त

• मोठे, अवजड भाग तपासू शकता

• मोठ्या भागावर चांगली सरासरी कडकपणा प्रदान करते

तोटे

• एक मोठा कायमस्वरूपी खड्डा राहतो

• अतिशय पातळ किंवा अतिशय कठीण वस्तूंसाठी योग्य नाही.

• यासाठी ऑप्टिकल मापनाची आवश्यकता असते, जे वेळखाऊ असू शकते.

अर्ज

• कास्ट आयर्न

• ॲल्युमिनियम मिश्रधातू

• तांबे आणि पितळ

• मोठे स्टीलचे घटक

रॉकवेल कठीणता चाचणी (एचआर)

आढावा

२० व्या शतकाच्या सुरुवातीला ह्यू आणि स्टॅनले रॉकवेल यांनी विकसित केलेली रॉकवेल कठीणता चाचणी, आधुनिक उद्योगातील सर्वात सामान्य कठीणता मापन पद्धतींपैकी एक आहे. ही ब्रिनेलपेक्षा अधिक जलद आणि सोपी असून, यासाठी कोणत्याही ऑप्टिकल मापनाची आवश्यकता नसते.

कार्यप्रणालीचे तत्त्व

रॉकवेल चाचणीमध्ये:

1. स्टील किंवा टंगस्टन कार्बाइडचा गोळा किंवा शंकूच्या आकाराचा हिऱ्याचा (ब्रेल) भेदक पदार्थामध्ये दाबला जातो.

2. पेनिट्रेटरला जागेवर बसवण्यासाठी प्रथम एक लहान भार (सहसा 10 kgf) लावला जातो.

3. एका निश्चित वेळेसाठी एक मोठा भार (सहसा 60, 100, किंवा 150 kgf) लावला जातो.

4. मुख्य भाराखालील प्रवेशाची खोली, गौण भारानंतरच्या खोलीच्या तुलनेत, कठोरता मूल्य निश्चित करते.

5. निकाल कोणत्याही पुढील गणनेशिवाय थेट रॉकवेल कठीणता मापनपट्टीवरून वाचला जातो.

रॉकवेल स्केल

• रॉकवेल ए (एचआरए)– डायमंड कोन, ६० केजीएफ; पातळ कठीण लेपांसाठी

• रॉकवेल बी (एचआरबी)– १/१६-इंचाचा गोळा, १०० केजीएफ; तांब्याच्या मिश्रधातूंसारख्या मऊ धातूंसाठी

• रॉकवेल सी (एचआरसी)– डायमंड कोन, १५० केजीएफ; कठीण केलेल्या पोलादासाठी

फायदे

• जलद आणि सोपे

• थेट डिजिटल वाचन, कोणत्याही गणनेची आवश्यकता नाही

• पृष्ठभागाची किमान तयारी

• उत्पादन वातावरणासाठी योग्य

तोटे

• लहान खळगी ही खडबडीत संरचना असलेल्या पदार्थांच्या स्थूल गुणधर्मांचे प्रतिनिधित्व करू शकत नाही.

• काही प्रकरणांमध्ये अतिशय पातळ किंवा लहान भागांसाठी मर्यादित.

अर्ज

• कठोर पोलाद

• स्टेनलेस स्टील

• ॲल्युमिनियम

• पितळ

• टूल स्टील

ब्रिनेल विरुद्ध रॉकवेल: प्रमुख फरक