ब्रिनेल, रॉकवेल और विकर्स कठोरता इकाइयों (कठोरता प्रणाली) के बीच संबंध

उत्पादन में सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त प्रेस-इन विधि की कठोरता है, जैसे ब्रिनेल कठोरता, रॉकवेल कठोरता, विकर्स कठोरता और सूक्ष्म कठोरता। प्राप्त कठोरता मान अनिवार्य रूप से धातु की सतह के बाहरी वस्तुओं के प्रवेश से होने वाले प्लास्टिक विरूपण के प्रतिरोध को दर्शाता है।

विभिन्न कठोरता इकाइयों का संक्षिप्त परिचय निम्नलिखित है:

1. ब्रिनेल कठोरता (एचबी)

एक निश्चित आकार (आमतौर पर 10 मिमी व्यास) की एक कठोर स्टील की गेंद को एक निश्चित भार (आमतौर पर 3000 किग्रा) के साथ सामग्री की सतह पर दबाएँ और कुछ समय के लिए रखें। भार हटाने के बाद, भार और इंडेंटेशन क्षेत्र का अनुपात ब्रिनेल कठोरता मान (HB) होता है, जो किलोग्राम बल/मिमी2 (N/मिमी2) में होता है।

2. रॉकवेल कठोरता (एचआर)

जब HB>450 हो या नमूना बहुत छोटा हो, तो ब्रिनेल कठोरता परीक्षण का उपयोग नहीं किया जा सकता और इसके बजाय रॉकवेल कठोरता माप का उपयोग किया जाना चाहिए। इसमें 120° के शीर्ष कोण वाले हीरे के शंकु या 1.59 मिमी और 3.18 मिमी व्यास वाली स्टील की गेंद को एक निश्चित भार के तहत परीक्षण की जाने वाली सामग्री की सतह पर दबाकर, सामग्री की कठोरता को इंडेंटेशन की गहराई से मापा जाता है। परीक्षण सामग्री की कठोरता के अनुसार, इसे तीन अलग-अलग पैमानों में व्यक्त किया जा सकता है:

एचआरए: यह 60 किग्रा भार और हीरा शंकु इंडेंटर का उपयोग करके प्राप्त की गई कठोरता है, और इसका उपयोग अत्यधिक उच्च कठोरता वाली सामग्रियों (जैसे सीमेंटेड कार्बाइड, आदि) के लिए किया जाता है।

एचआरबी: यह 100 किग्रा भार और 1.58 मिमी व्यास वाली कठोर स्टील की गेंद का उपयोग करके प्राप्त की गई कठोरता है। इसका उपयोग कम कठोरता वाली सामग्रियों (जैसे एनील्ड स्टील, कच्चा लोहा, आदि) के लिए किया जाता है।

एचआरसी: यह 150 किग्रा भार और हीरा शंकु इंडेंटर का उपयोग करके प्राप्त की गई कठोरता है, और इसका उपयोग उच्च कठोरता वाली सामग्रियों (जैसे कठोर इस्पात, आदि) के लिए किया जाता है।

3 विकर्स कठोरता (HV)

सामग्री की सतह पर दबाव डालने के लिए 120 किग्रा से कम भार और 136° के शीर्ष कोण वाले हीरा वर्गाकार शंकु इंडेंटर का उपयोग करें, और सामग्री इंडेंटेशन पिट के सतह क्षेत्र को भार मान से विभाजित करें, जो कि विकर्स कठोरता HV मान (kgf/mm2) है।

ब्रिनेल और रॉकवेल कठोरता परीक्षणों की तुलना में, विकर्स कठोरता परीक्षण के कई फायदे हैं। इसमें ब्रिनेल की तरह भार P और इंडेंटर व्यास D जैसी निर्दिष्ट स्थितियों की बाध्यताएँ और इंडेंटर के विरूपण की समस्या नहीं है; न ही इसमें रॉकवेल की कठोरता मान को एकीकृत न किए जाने की समस्या है। और यह रॉकवेल की तरह किसी भी नरम और कठोर पदार्थ का परीक्षण कर सकता है, और यह अत्यंत पतले भागों (या पतली परतों) की कठोरता का परीक्षण रॉकवेल से बेहतर कर सकता है, जो केवल रॉकवेल सतह कठोरता द्वारा ही किया जा सकता है। लेकिन ऐसी परिस्थितियों में भी, इसकी तुलना केवल रॉकवेल पैमाने के भीतर ही की जा सकती है, और इसे अन्य कठोरता स्तरों के साथ एकीकृत नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, क्योंकि रॉकवेल माप सूचकांक के रूप में इंडेंटेशन गहराई का उपयोग करता है, और इंडेंटेशन गहराई हमेशा इंडेंटेशन चौड़ाई से छोटी होती है, इसलिए इसकी सापेक्ष त्रुटि भी अधिक होती है। इसलिए, रॉकवेल कठोरता डेटा ब्रिनेल और विकर्स जितना स्थिर नहीं है, और निश्चित रूप से विकर्स परिशुद्धता जितना स्थिर नहीं है।

ब्रिनेल, रॉकवेल और विकर्स के बीच एक निश्चित रूपांतरण संबंध है, और एक रूपांतरण संबंध तालिका है जिसे क्वेरी किया जा सकता है।