একটি উপাদানের কঠোরতা নির্ধারণ করতে, সুইডিশ প্রকৌশলী ব্রিনেলের উদ্ভাবনটি প্রায়শই ব্যবহৃত হয় - একটি পদ্ধতি যা পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করে এবং পলিমার ধাতুগুলির অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য দেয়৷
বস্তুর মূল্যায়ন
এটি এই আবিষ্কারের জন্য ধন্যবাদ যে প্লাস্টিকের সবচেয়ে কার্যকর ব্যবহার এখন মূল্যায়ন করা হচ্ছে। সিলিং, সিলিং এবং কুশনিং উপাদান হিসাবে ব্যবহার করার জন্য খুব বেশি শক্ত প্লাস্টিক স্থিতিস্থাপকতা এবং কোমলতার জন্য পরীক্ষা করা হয় না। ব্রিনেলের বিকাশ হল একটি উপাদানের শক্তি এবং কঠোরতা নির্ধারণ করার একটি পদ্ধতি যা গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কাজ করবে - গিয়ার এবং রিমগুলিতে, ভারী লোডের নীচে বিয়ারিং, থ্রেডেড ফিটিং ইত্যাদি।
এই পদ্ধতিটি শক্তির সবচেয়ে সঠিক মূল্যায়ন দেয়। প্যারামিটারের মান, যা P1B দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, অত্যধিক মূল্যায়ন করা কঠিন। এই উদ্দেশ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় ব্রিনেলের বিকাশ, একটি পদ্ধতি যেখানে একটি পাঁচ-মিলিমিটার ইস্পাত বল উপাদানটিতে চাপা হয়। বলের ইন্ডেন্টেশনের গভীরতা অনুসারে, GOST নির্ধারিত হয়।
ইতিহাস
1900 সালে, সুইডেনের একজন প্রকৌশলী জোহান অগাস্ট ব্রিনেল, যে পদ্ধতিটি তিনি বিশ্বের কাছে প্রস্তাব করেছিলেনপদার্থ বিজ্ঞান, বিখ্যাত হয়েছে। এটি শুধুমাত্র উদ্ভাবকের নামেই নামকরণ করা হয়নি, এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত, প্রমিত হয়ে উঠেছে৷
কঠোরতা কি? এটি এমন একটি উপাদানের একটি বিশেষ সম্পত্তি যা স্থানীয় যোগাযোগের ক্রিয়া থেকে প্লাস্টিকের বিকৃতি অনুভব করে না, যা প্রায়শই উপাদানটিতে একটি সূচক (কঠিন বডি) প্রবর্তনের জন্য নেমে আসে৷
পুনরুদ্ধার করা এবং অ-পুনরুদ্ধার করা কঠোরতা
ব্রিনেল পদ্ধতি পুনরুদ্ধার করা কঠোরতা পরিমাপ করতে সাহায্য করে, যা প্রিন্টের আয়তনের সাথে লোডের মাত্রার অনুপাত, অভিক্ষেপ এলাকা বা পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা নির্ধারিত হয়। সুতরাং, কঠোরতা ভলিউমেট্রিক, অভিক্ষেপ এবং পৃষ্ঠ হতে পারে। পরেরটি অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়: ছাপের এলাকায় লোড। বাল্ক কঠোরতা লোডের সাথে এর আয়তনের অনুপাত দ্বারা পরিমাপ করা হয়, এবং অভিক্ষেপের কঠোরতা হল অভিক্ষেপের ক্ষেত্রের লোড যা ছাপ রেখে গেছে।
ব্রিনেল পদ্ধতির দ্বারা অপরিবর্তিত কঠোরতা একই পরামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়, শুধুমাত্র প্রতিরোধ বলই প্রধান পরিমাপিত মান হয়ে ওঠে, যার অনুপাত পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, আয়তন বা অভিক্ষেপ উপাদানটিতে এমবেড করা সূচক দ্বারা দেখানো হয়। ভলিউম্যাট্রিক, প্রজেকশন এবং পৃষ্ঠের কঠোরতা একইভাবে গণনা করা হয়: প্রতিরোধ শক্তির অনুপাত দ্বারা হয় সূচকের এমবেড করা অংশের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, বা এর অভিক্ষেপ ক্ষেত্র বা আয়তনের সাথে।
কঠোরতা নির্ধারণ
প্লাস্টিক এবং স্থিতিস্থাপক বিকৃতি প্রতিহত করার ক্ষমতা যখন শক্ত কোনো উপাদানের সংস্পর্শে আসেসূচকটি কঠোরতার একটি সংকল্প, যেটি আসলে, এটি উপাদানটির একটি ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষা। ব্রিনেল কঠোরতা পদ্ধতি হল একটি পরিমাপ যে একটি প্রবর্তক একটি উপাদান কতটা গভীরভাবে প্রবেশ করেছে। প্রদত্ত উপাদানের কঠোরতার সঠিক মান জানতে, অনুপ্রবেশ গভীরতা পরিমাপ করা প্রয়োজন। এটি করার জন্য, ব্রিনেল এবং রকওয়েল পদ্ধতি রয়েছে, ভিকার পদ্ধতি কম ব্যবহৃত হয়।
যদি রকওয়েল পদ্ধতি সরাসরি বস্তুর মধ্যে বলের অনুপ্রবেশের গভীরতা নির্ধারণ করে, তাহলে ভিকারস এবং ব্রিনেল তার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা ছাপ পরিমাপ করেন। দেখা যাচ্ছে যে উপাদানের মধ্যে সূচক যত গভীর হবে, মুদ্রণ এলাকা তত বেশি। নিখুঁতভাবে যে কোনও উপকরণের কঠোরতার জন্য পরীক্ষা করা যেতে পারে: খনিজ, ধাতু, প্লাস্টিক এবং এর মতো, তবে তাদের প্রতিটির কঠোরতা তার নিজস্ব পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়৷
কীভাবে উপায় বের করবেন
ব্রিনেল কঠোরতা পদ্ধতিটি অসংলগ্ন পদার্থের জন্য খুব ভাল, এমন ধাতুগুলির জন্য যা খুব শক্ত নয়। শুধুমাত্র উপাদানের ধরনই পরিমাপের পদ্ধতি নির্ধারণ করে না, তবে পরামিতিগুলিও নির্ধারণ করা প্রয়োজন। সংকর ধাতুগুলির কঠোরতা পরিমাপ করা হয়, যেমনটি ছিল, গড়ে, যেহেতু বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সহ উপকরণগুলি তাদের মধ্যে সহাবস্থান করে। উদাহরণস্বরূপ, ঢালাই লোহা। এটির একটি অত্যন্ত ভিন্নধর্মী গঠন রয়েছে, সিমেন্টাইট, গ্রাফাইট, পার্লাইট, ফেরাইট রয়েছে এবং তাই ঢালাই লোহার পরিমাপকৃত কঠোরতা একটি গড় মান, যা সমস্ত উপাদানের কঠোরতা নিয়ে গঠিত।
ব্রিনেল পদ্ধতিতে ধাতুর কঠোরতা পরিমাপ একটি বড় সূচক ব্যবহার করে করা হয়, যাতে নমুনার একটি বৃহত্তর অংশে ছাপ পাওয়া যায়।সুতরাং, এই অবস্থার অধীনে, ঢালাই লোহার জন্য একটি মান প্রাপ্ত করাও সম্ভব, যা অনেকগুলি এবং বিভিন্ন পর্যায়ের গড়। ঢালাই লোহা, নন-লৌহঘটিত ধাতু, তামা, অ্যালুমিনিয়াম এবং এই জাতীয় ধাতুগুলির কঠোরতা পরিমাপ করার সময় এই পদ্ধতিটি খুব ভাল। এই পদ্ধতিটি সঠিকভাবে প্লাস্টিকের কঠোরতার মান নির্দেশ করে৷
রকওয়েল তুলনা
এটি হার্ড এবং সুপার হার্ড ধাতুগুলির জন্য ভাল, এবং ফলস্বরূপ কঠোরতার মানও গড় করা হয়। একই ইস্পাত বল বা শঙ্কু একটি সূচক হিসাবে কাজ করে, তবে তাদের ছাড়াও, একটি হীরা পিরামিডও ব্যবহৃত হয়। রকওয়েল পদ্ধতি দ্বারা পরিমাপ করা হলে উপাদানটির ছাপও বড় হতে দেখা যায় এবং বিভিন্ন পর্যায়ের কঠোরতার সংখ্যা গড় করা হয়৷
ব্রিনেল এবং রকওয়েল পদ্ধতিগুলি নীতিগতভাবে পৃথক: প্রথমটি ছাপ অঞ্চলের পৃষ্ঠ দ্বারা ইন্ডেন্টেশন বলকে ভাগ করার পরে ফলাফলটিকে ভাগফল হিসাবে উপস্থাপন করে, যখন রকওয়েল স্কেল ইউনিটের অনুপ্রবেশ গভীরতার অনুপাত গণনা করে যন্ত্র যা গভীরতা পরিমাপ করে। এই কারণেই রকওয়েল কঠোরতা কার্যত মাত্রাহীন, এবং ব্রিনেলের মতে এটি পরিষ্কারভাবে প্রতি বর্গ মিলিমিটারে কিলোগ্রামে পরিমাপ করা হয়।
ভিকার পদ্ধতি
যদি নমুনাটি খুব ছোট হয় বা রকওয়েল বা ব্রিনেলের কঠোরতা পরিমাপ করে এমন ইন্ডেন্টার ইমপ্রিন্টের চেয়ে ছোট একটি বস্তু পরিমাপ করা প্রয়োজন হয়, তাহলে মাইক্রোহার্ডনেস পদ্ধতি ব্যবহার করা উচিত, যার মধ্যে ভিকারস পদ্ধতিটি সবচেয়ে জনপ্রিয়. সূচকটি একটি হীরার পিরামিড, এবং ছাপটি একটি মাইক্রোস্কোপের মতো একটি অপটিক্যাল সিস্টেম দ্বারা পরীক্ষা এবং পরিমাপ করা হয়। গড় মানও জানা যাবে, তবে কঠোরতা থেকে গণনা করা হয়অনেক ছোট এলাকা।
যদি পরিমাপ করা বস্তুর স্কেল খুব ছোট হয়, তাহলে একটি মাইক্রোহার্ডনেস পরীক্ষক ব্যবহার করা হয়, যা একটি পৃথক দানা, ফেজ, স্তরে একটি ছাপ তৈরি করতে পারে এবং ইন্ডেন্টেশন লোড স্বাধীনভাবে নির্বাচন করা যেতে পারে। ধাতব বিজ্ঞান এই পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে ধাতুগুলির কঠোরতা এবং মাইক্রোহার্ডনেস উভয়ই নির্ধারণ করতে দেয় এবং পদার্থ বিজ্ঞান একইভাবে অধাতু পদার্থের মাইক্রোহার্ডনেস এবং কঠোরতা নির্ধারণ করে৷
ব্যাপ্তি
কঠোরতা পরিমাপের জন্য তিনটি পরিসর রয়েছে। ম্যাক্রো পরিসরে, লোড 2 N থেকে 30 kN পর্যন্ত নিয়ন্ত্রিত হয়। মাইক্রোরেঞ্জ শুধুমাত্র সূচকের লোডই নয়, অনুপ্রবেশের গভীরতাও সীমাবদ্ধ করে। প্রথম মান 2 N অতিক্রম করে না, এবং দ্বিতীয় - 0.2 μm এর বেশি। ন্যানোরেঞ্জে, শুধুমাত্র সূচকের অন্তর্ভুক্তির গভীরতা নিয়ন্ত্রিত হয় - 0.2 µm এর কম। ফলাফল উপাদানটির ন্যানোহার্ডনেস দেয়৷
পরিমাপ পরামিতিগুলি প্রাথমিকভাবে সূচকে প্রয়োগ করা লোডের উপর নির্ভর করে। এই নির্ভরতা এমনকি একটি বিশেষ নাম পেয়েছে - আকার প্রভাব, ইংরেজিতে - ইন্ডেন্টেশন আকার প্রভাব। আকার প্রভাব প্রকৃতি সূচক আকার দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে. গোলাকার - ক্রমবর্ধমান লোডের সাথে কঠোরতা বৃদ্ধি পায়, অতএব, এই আকারের প্রভাব বিপরীত হয়। ভিকারস বা বারকোভিচ পিরামিড ক্রমবর্ধমান লোডের সাথে কঠোরতা হ্রাস করে (এখানে, স্বাভাবিক বা সরাসরি আকারের প্রভাব)। শঙ্কু-গোলক, যা রকওয়েল পদ্ধতির জন্য ব্যবহৃত হয়, দেখায় যে লোড বৃদ্ধি প্রথমে কঠোরতা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে এবং তারপরে, যখন গোলাকার অংশটি চালু করা হয়,কমছে।
পদার্থ এবং পরিমাপ পদ্ধতি
বর্তমানে বিদ্যমান সবচেয়ে কঠিন পদার্থ হল কার্বনের দুটি পরিবর্তন: লন্সডেলাইট, যা হীরার মতো অর্ধেক শক্ত এবং ফুলেরাইট, যা হীরার চেয়ে দ্বিগুণ শক্ত। এই উপকরণগুলির ব্যবহারিক প্রয়োগ সবেমাত্র শুরু হয়েছে, কিন্তু আপাতত, হীরা সাধারণের মধ্যে সবচেয়ে কঠিন। এটির সাহায্যে সমস্ত ধাতুর কঠোরতা প্রতিষ্ঠিত হয়৷
নির্ধারণের পদ্ধতিগুলি (সবচেয়ে জনপ্রিয়) উপরে তালিকাভুক্ত করা হয়েছিল, কিন্তু তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার জন্য এবং সারমর্ম বোঝার জন্য, আপনাকে অন্যদের বিবেচনা করতে হবে যেগুলিকে শর্তসাপেক্ষে গতিশীল, অর্থাৎ পারকাশন এবং স্থিরভাবে ভাগ করা যেতে পারে, যা ইতিমধ্যে বিবেচনা করা হয়েছে। পরিমাপ পদ্ধতি অন্যথায় স্কেল বলা হয়. এটি স্মরণ করা উচিত যে এখনও সবচেয়ে জনপ্রিয় হল ব্রিনেল স্কেল, যেখানে কঠোরতা পরিমাপ করা হয় ছাপের ব্যাস দ্বারা, যা একটি ইস্পাত বলকে উপাদানের পৃষ্ঠে চাপা দেয়।
কঠোরতা সংখ্যা নির্ধারণ
Brinell পদ্ধতি (GOST 9012-59) আপনাকে পরিমাপের একক ছাড়াই কঠোরতা সংখ্যা লিখতে দেয়, এটিকে HB নির্দেশ করে, যেখানে H হল কঠোরতা (কঠোরতা), এবং B নিজেই ব্রিনেল। একটি ছাপের ক্ষেত্রফল একটি গোলকের অংশ হিসাবে পরিমাপ করা হয়, একটি বৃত্তের ক্ষেত্রফল নয়, যেমন মেয়ার স্কেল করে, উদাহরণস্বরূপ। রকওয়েল পদ্ধতিটি এই সত্য দ্বারা আলাদা করা হয় যে উপাদানটিতে প্রবেশ করা হীরার বল বা শঙ্কুটির গভীরতা নির্ধারণ করে, কঠোরতা মাত্রাহীন। এটি HRA, HRC, HRB বা HR মনোনীত। গণনা করা কঠোরতা সূত্রটি এইরকম দেখাচ্ছে: HR=100 (130) - kd। এখানে d হল ইন্ডেন্টেশন গভীরতা এবং k হল সহগ৷
Vickers কঠোরতা হতে পারেপিরামিডের উপর প্রয়োগ করা লোডের সাথে সম্পর্কিত উপাদানের পৃষ্ঠে চাপানো একটি টেট্রাহেড্রাল পিরামিড দ্বারা বাম ছাপ দ্বারা নির্ধারিত হয়। ছাপের ক্ষেত্রটি একটি রম্বস নয়, তবে পিরামিডের ক্ষেত্রফলের অংশ। ভিকার ইউনিটগুলিকে প্রতি মিমি কেজিএফ হিসাবে বিবেচনা করা উচিত2, HV ইউনিট দ্বারা চিহ্নিত। শোর (ইন্ডেন্টেশন) অনুসারে পরিমাপের একটি পদ্ধতিও রয়েছে, যা প্রায়শই পলিমারের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং বারোটি পরিমাপের স্কেল রয়েছে। শোর-সম্পর্কিত Asker স্কেল (নরম এবং স্থিতিস্থাপক পদার্থের জন্য জাপানি পরিবর্তন) অনেক উপায়ে পূর্ববর্তী পদ্ধতির অনুরূপ, শুধুমাত্র পরিমাপ যন্ত্রের পরামিতি ভিন্ন এবং বিভিন্ন সূচক ব্যবহার করা হয়। শোর অনুসারে আরেকটি পদ্ধতি - একটি রিবাউন্ড সহ - উচ্চ-মডুলাসের জন্য, যেটি খুব শক্ত উপকরণ। এর থেকে আমরা উপসংহারে আসতে পারি যে সমস্ত পদ্ধতি যা একটি উপাদানের কঠোরতা পরিমাপ করে সেগুলি দুটি বিভাগে বিভক্ত - গতিশীল এবং স্থির৷
সরঞ্জাম এবং যন্ত্রপাতি
কঠোরতা নির্ণয় করার জন্য ডিভাইসগুলিকে বলা হয় কঠোরতা পরীক্ষক, এগুলি হল উপকরণ পরিমাপ। পরীক্ষা বিভিন্ন উপায়ে একটি বস্তুকে প্রভাবিত করে, তাই পদ্ধতিগুলি ধ্বংসাত্মক বা অ-ধ্বংসাত্মক হতে পারে। এই সমস্ত স্কেলগুলির মধ্যে কোনও সরাসরি সম্পর্ক নেই, যেহেতু কোনও পদ্ধতিই সামগ্রিকভাবে উপাদানটির মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রতিফলিত করে না৷
তবুও, পর্যাপ্ত পরিমাণে আনুমানিক টেবিল তৈরি করা হয়েছে, যেখানে উপকরণের বিভাগ এবং তাদের পৃথক গোষ্ঠীর জন্য স্কেল এবং বিভিন্ন পদ্ধতি সংযুক্ত করা হয়েছে। একাধিক পরীক্ষা-নিরীক্ষার পর এই টেবিল তৈরি করা সম্ভব হয়েছে। যাইহোক, তত্ত্ব যেএকটি গণনা পদ্ধতিকে এক পদ্ধতি থেকে অন্য পদ্ধতিতে যাওয়ার অনুমতি দিয়েছে এখনও বিদ্যমান নেই। যে নির্দিষ্ট পদ্ধতির দ্বারা কঠোরতা নির্ধারণ করা হয় তা সাধারণত উপলব্ধ সরঞ্জাম, পরিমাপের কাজ, পরিমাপের শর্ত এবং অবশ্যই উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ভিত্তি করে বেছে নেওয়া হয়।
