எஃகுக்கான மூன்று கடினத்தன்மை தரநிலைகள்

ஒரு உலோகப் பொருளின் மேற்பரப்பில் கடினமான பொருட்களால் ஏற்படும் அமுக்கத்தை எதிர்க்கும் திறன், அதன் கடினத்தன்மை எனப்படும். வெவ்வேறு சோதனை முறைகள் மற்றும் பயன்பாட்டு வரம்புகளின்படி, கடினத்தன்மையை பிரினெல் கடினத்தன்மை, ராக்வெல் கடினத்தன்மை, விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை, ஷோர் கடினத்தன்மை, நுண்கடினத்தன்மை மற்றும் உயர் வெப்பநிலை கடினத்தன்மை எனப் பிரிக்கலாம். குழாய்களுக்குப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மூன்று கடினத்தன்மைகள் உள்ளன: பிரினெல், ராக்வெல் மற்றும் விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை.

A. பிரினெல் கடினத்தன்மை (HB)

ஒரு குறிப்பிட்ட விட்டமுள்ள எஃகுப் பந்து அல்லது கார்பைடுப் பந்தைப் பயன்படுத்தி, குறிப்பிட்ட சோதனை விசையுடன் (F) மாதிரிப் பரப்பின் மீது அழுத்தவும். குறிப்பிட்ட அழுத்தும் நேரத்திற்குப் பிறகு, சோதனை விசையை அகற்றி, மாதிரிப் பரப்பில் உள்ள அமுக்கத்தின் விட்டத்தை (L) அளவிடவும். பிரினெல் கடினத்தன்மை மதிப்பு என்பது, சோதனை விசையை அமுக்கப்பட்ட கோளத்தின் பரப்பளவால் வகுப்பதன் மூலம் பெறப்படும் ஈவு ஆகும். இது HBS (எஃகுப் பந்து) அலகில் குறிப்பிடப்படுகிறது, இதன் அலகு N/mm² (MPa) ஆகும்.

கணக்கீட்டு சூத்திரம்:
சூத்திரத்தில்: F – உலோக மாதிரியின் மேற்பரப்பில் செலுத்தப்படும் சோதனை விசை, N;
D–சோதனைக்கான எஃகுப் பந்தின் விட்டம், மி.மீ.;
d– பள்ளத்தின் சராசரி விட்டம், மி.மீ.
பிரினெல் கடினத்தன்மையின் அளவீடு மிகவும் துல்லியமானது மற்றும் நம்பகமானது, ஆனால் பொதுவாக HBS ஆனது 450N/mm² (MPa) க்கும் குறைவான உலோகப் பொருட்களுக்கு மட்டுமே பொருத்தமானது, மேலும் இது கடினமான எஃகு அல்லது மெல்லிய தகடுகளுக்குப் பொருந்தாது. எஃகு குழாய் தரநிலைகளில், பிரினெல் கடினத்தன்மையே மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொருளின் கடினத்தன்மையை வெளிப்படுத்த, உள்ளிழுத்தல் விட்டம் d பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது புரிந்துகொள்ள எளிதாகவும் வசதியாகவும் உள்ளது.
உதாரணம்: 120HBS10/1000130: இதன் பொருள், 10 மிமீ விட்டம் கொண்ட எஃகுப் பந்தைப் பயன்படுத்தி, 1000 கிலோகிராம் விசை (9.807 கிலோநியூட்டன்) மற்றும் 30 விநாடிகள் சோதனை விசைக்கு உட்படுத்தும்போது அளவிடப்படும் பிரினெல் கடினத்தன்மை மதிப்பு 120 நியூட்டன்/மிமீ² (MPa) ஆகும்.

B. ராக்வெல் கடினத்தன்மை (HR)

பிரினெல் கடினத்தன்மை சோதனையைப் போலவே, ராக்வெல் கடினத்தன்மை சோதனையும் ஒரு உள்ளிழுத்தல் சோதனை முறையாகும். இதில் உள்ள வேறுபாடு என்னவென்றால், இது உள்ளிழுத்தலின் ஆழத்தை அளவிடுகிறது. அதாவது, ஆரம்ப சோதனை விசை (Fo) மற்றும் மொத்த சோதனை விசை (F) ஆகியவற்றின் தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டின் கீழ், உள்ளிழுப்பான் (எஃகு ஆலையின் கூம்பு அல்லது எஃகு பந்து) மாதிரியின் மேற்பரப்பில் அழுத்தப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட பிடிப்பு நேரத்திற்குப் பிறகு, முக்கிய விசை அகற்றப்படுகிறது. சோதனை விசையைப் பயன்படுத்தி, அளவிடப்பட்ட மீதமுள்ள உள்ளிழுத்தல் ஆழ அதிகரிப்பை (e) கடினத்தன்மை மதிப்பைக் கணக்கிடலாம். அதன் மதிப்பு HR என்ற குறியீட்டால் குறிக்கப்படும் ஒரு பெயரற்ற எண்ணாகும், மேலும் பயன்படுத்தப்படும் அளவீடுகளில் A, B, C, D, E, F, G, H, மற்றும் K உட்பட 9 அளவீடுகள் உள்ளன. அவற்றுள், எஃகு கடினத்தன்மை சோதனைக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அளவீடுகள் A, B, மற்றும் C ஆகும், அதாவது HRA, HRB, மற்றும் HRC.

கடினத்தன்மை மதிப்பு பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:
A மற்றும் C அளவுகோல்களைக் கொண்டு பரிசோதிக்கும்போது, ​​HR=100-e
B அளவுகோலைக் கொண்டு பரிசோதிக்கும்போது, ​​இதயத் துடிப்பு விகிதம் (HR) = 130-e
சூத்திரத்தில், e – அதாவது எஞ்சிய அமுக்க ஆழ அதிகரிப்பு என்பது 0.002 மிமீ என்ற குறிப்பிட்ட அலகில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. அதாவது, அமுக்கியின் அச்சு இடப்பெயர்வு ஒரு அலகாக (0.002 மிமீ) இருக்கும்போது, ​​அது ராக்வெல் கடினத்தன்மையில் ஓர் எண் மாற்றத்திற்குச் சமமாகும். e-யின் மதிப்பு அதிகமாக இருந்தால், உலோகத்தின் கடினத்தன்மை குறைவாக இருக்கும், மற்றும் நேர்மாறாகவும் அமையும்.
மேற்கண்ட மூன்று அளவுகோல்களின் பொருந்தக்கூடிய வரம்பு பின்வருமாறு:
HRA (வைரக் கூம்பு உள்ளிடுவான்) 20-88
HRC (வைரக் கூம்பு உள்ளிடுவான்) 20-70
HRB (விட்டம் 1.588 மிமீ எஃகு பந்து அழுத்தி) 20-100
ராக்வெல் கடினத்தன்மை சோதனை என்பது தற்போது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முறையாகும். அவற்றுள், எஃகு குழாய் தரநிலைகளில் பிரினெல் கடினத்தன்மைக்கு (HB) அடுத்தபடியாக HRC பயன்படுத்தப்படுகிறது. ராக்வெல் கடினத்தன்மையைக் கொண்டு மிகவும் மென்மையானது முதல் மிகவும் கடினமானது வரையிலான உலோகப் பொருட்களை அளவிட முடியும். இது பிரினெல் முறையின் குறைபாடுகளை ஈடுசெய்கிறது. இது பிரினெல் முறையை விட எளிமையானது, மேலும் கடினத்தன்மை மதிப்பை கடினத்தன்மை அளவிடும் கருவியின் டயலில் இருந்து நேரடியாகப் படிக்க முடியும். இருப்பினும், அதன் சிறிய பள்ளம் காரணமாக, இதன் கடினத்தன்மை மதிப்பு பிரினெல் முறையைப் போல துல்லியமாக இருப்பதில்லை.

C. விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை (HV)

விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை சோதனையும் ஒரு அமுக்குச் சோதனை முறையாகும். இதில், எதிர் மேற்பரப்புகளுக்கு இடையில் 1360° உள் கோணத்தைக் கொண்ட ஒரு சதுர பிரமிடு வடிவ வைர அமுக்கி, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சோதனை விசையுடன் (F) சோதனை மேற்பரப்பில் அழுத்தப்பட்டு, குறிப்பிட்ட பிடிப்பு நேரத்திற்குப் பிறகு அகற்றப்படுகிறது. விசையைப் பயன்படுத்தி, அந்த அமுக்கத்தின் இரண்டு மூலைவிட்டங்களின் நீளத்தை அளவிடவும்.

விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை மதிப்பு என்பது, சோதனை விசையை அமுக்கப்பட்ட மேற்பரப்பின் பரப்பளவால் வகுக்கக் கிடைக்கும் ஈவு ஆகும். அதன் கணக்கீட்டு சூத்திரம்:
சூத்திரத்தில்: HV–விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை குறியீடு, N/mm2 (MPa);
F–சோதனை விசை, N;
d–அழுத்தத்தின் இரு மூலைவிட்டங்களின் கூட்டுச் சராசரி, மி.மீ.
விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மையில் பயன்படுத்தப்படும் சோதனை விசை F ஆனது 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) மற்றும் பிற ஆறு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது. கடினத்தன்மை மதிப்பை 5 முதல் 1000HV வரையிலான வரம்பில் அளவிடலாம்.
வெளிப்பாட்டு முறையின் எடுத்துக்காட்டு: 640HV30/20 என்பது, 20 விநாடிகளுக்கு (S) 30Hgf (294.2N) சோதனை விசையுடன் அளவிடப்பட்ட விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை மதிப்பு 640N/mm2 (MPa) ஆகும் என்பதாகும்.
விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை முறையானது, மிகவும் மெல்லிய உலோகப் பொருட்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு அடுக்குகளின் கடினத்தன்மையைக் கண்டறியப் பயன்படுகிறது. இது பிரினெல் மற்றும் ராக்வெல் முறைகளின் முக்கிய நன்மைகளைக் கொண்டிருப்பதோடு, அவற்றின் அடிப்படைக் குறைபாடுகளையும் நீக்குகிறது, ஆனால் இது ராக்வெல் முறையைப் போல எளிமையானது அல்ல. எஃகுக் குழாய் தரநிலைகளில் விக்கர்ஸ் முறை அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது.