कठोरता परीक्षक का चयन और अनुप्रयोग क्षेत्र

कठोरता परीक्षक धातु की कठोरता मापने का एक उपकरण है। कठोरता की परिभाषा सबसे पहले लियो मुहल द्वारा प्रस्तावित की गई थी, जो किसी सामग्री के एक कठोर वस्तु द्वारा अपनी सतह में दबाए जाने के प्रतिरोध की क्षमता को दर्शाती है। यह धातु सामग्री के महत्वपूर्ण प्रदर्शन संकेतकों में से एक है। सामान्यतः, कठोरता जितनी अधिक होगी, पहनने के प्रतिरोध की क्षमता भी उतनी ही अच्छी होगी।

विभिन्न सिद्धांतों के आधार पर, कठोरता मापन को लीब कठोरता परीक्षक, रॉकवेल कठोरता परीक्षक, ब्रिनेल कठोरता परीक्षक, शॉ कठोरता परीक्षक, शोर कठोरता परीक्षक, बारकोल कठोरता परीक्षक, सूक्ष्म कठोरता परीक्षक, मोह्स कठोरता परीक्षक, विकर्स कठोरता परीक्षक आदि में विभाजित किया गया है।

ब्रिनेल कठोरता परीक्षक और रॉकवेल कठोरता परीक्षक सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले हैं। इसके द्वारा स्टील और कास्ट स्टील, मिश्र धातु उपकरण स्टील, स्टेनलेस स्टील, ग्रे कास्ट आयरन, डक्टाइल आयरन, कास्ट एल्युमीनियम मिश्र धातु, कॉपर-जिंक मिश्र धातु (पीतल), कॉपर-टिन मिश्र धातु (कांस्य), शुद्ध तांबा, फोर्ज्ड स्टील, ऊष्मा उपचार, कार्बुराइजेशन, क्वेंचिंग कठोरता परत, सतह कोटिंग, स्टील, अलौह धातुएँ और बहुत छोटे तथा पतले भाग, रबर, प्लास्टिक, आईसी वेफर्स, आभूषण आदि का परीक्षण किया जा सकता है।

कठोरता परीक्षक के संबंध में कुछ बिंदुओं पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है।

1. कठोरता परीक्षक स्वयं दो प्रकार की त्रुटियाँ उत्पन्न करेगा: पहली त्रुटि इसके भागों के विकृति और गति के कारण उत्पन्न होती है; दूसरी त्रुटि कठोरता पैरामीटर द्वारा निर्दिष्ट मानक से अधिक होने के कारण उत्पन्न होती है। दूसरी त्रुटि के लिए, मापन से पहले कठोरता परीक्षक को एक मानक ब्लॉक के साथ कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है। रॉकवेल कठोरता परीक्षक योग्य माना जाता है यदि कैलिब्रेशन अंतर ±1 के भीतर हो, और इस अंतर के भीतर स्थिर मान ±2 के भीतर हो, तथा सुधार मान दिया जा सके। जब अंतर ±2 की सीमा के बाहर होता है, तो कठोरता परीक्षक को कैलिब्रेट और मरम्मत करनी चाहिए या अन्य कठोरता परीक्षण विधियों के साथ प्रतिस्थापित करना चाहिए।

2. कठोरता परीक्षक की विभिन्न उपयोगी सीमाएँ होती हैं और इसे नियमों के अनुसार चुना जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, जब कठोरता HRB100 से अधिक होती है, तो परीक्षण के लिए HRC मापनी श्रेणी का उपयोग किया जाना चाहिए; जब कठोरता HRC20 से कम होती है, तो परीक्षण के लिए HRB मापनी श्रेणी का उपयोग किया जाना चाहिए। क्योंकि जब परीक्षण की निर्दिष्ट सीमा से अधिक जाया जाता है, तो कठोरता परीक्षक की शुद्धता और संवेदनशीलता कम हो जाती है, कठोरता मान अशुद्ध हो जाता है, और इसका उपयोग करना उचित नहीं होता है।

3. इंडेंटर या एनविल को बदलते समय, संपर्क क्षेत्र को साफ करने पर ध्यान दें। प्रतिस्थापन के बाद, एक निश्चित कठोरता वाले इस्पात के नमूने का उपयोग करके कई बार परीक्षण करें, जब तक कि लगातार प्राप्त दो कठोरता मान समान न हो जाएँ। इसका उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि इंडेंटर या एनविल परीक्षण मशीन के संपर्क भाग के साथ कसकर और अच्छी तरह से संपर्क में आ जाए, ताकि परीक्षण परिणामों की शुद्धता प्रभावित न हो।

4. कठोरता परीक्षक को समायोजित करने के बाद, कठोरता के मापन की शुरुआत करने पर, पहले परीक्षण बिंदु को मानक परीक्षण ब्लॉक के साथ परीक्षित किया जाता है ताकि नमूने और अनविल के बीच संपर्क अच्छा न होने की स्थिति को बाहर किया जा सके, जिससे मापित मान अशुद्ध हो सकता है। पुष्टि के बाद, कठोरता परीक्षक सामान्य संचालन तंत्र की स्थिति में होता है, जिसके बाद नमूने का औपचारिक परीक्षण किया जाता है और मापित कठोरता मान को रिकॉर्ड किया जाता है।

5. यदि नमूना ऐसी अनुमति देता है, तो सामान्यतः कम से कम तीन कठोरता मानों के लिए विभिन्न भागों का चयन किया जाता है। तीनों बिंदुओं के बीच की दूरी ≥3 मिमी होनी चाहिए, और इन तीनों का औसत मान नमूने का कठोरता मान माना जाता है।

6. जटिल आकृति वाले नमूनों के लिए संबंधित पैड का उपयोग किया जाना चाहिए, और उन्हें स्थिर करने के बाद परीक्षण किया जा सकता है। वृत्ताकार नमूनों को सामान्यतः परीक्षण के लिए V-ग्रूव में रखा जाता है।

7. कठोरता परीक्षक को नियमों के अनुसार कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। कठोरता परीक्षक को कैलिब्रेट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मानक ब्लॉक का उपयोग दोनों ओर से नहीं किया जा सकता है, क्योंकि मानक सतह और पृष्ठभाग की कठोरता सुसंगत नहीं हो सकती है। आमतौर पर यह निर्धारित किया गया है कि कैलिब्रेशन की तारीख से मानक ब्लॉक एक वर्ष तक वैध है।

विभिन्न कठोरता परीक्षकों के लागू क्षेत्र निम्नलिखित हैं:

ब्रिनेल कठोरता परीक्षक: मुख्य रूप से असमान संरचना वाले फोर्ज्ड स्टील और कास्ट आयरन के कठोरता परीक्षण के लिए उपयोग किया जाता है, और यह गैर-लौह धातुओं तथा मृदु स्टील के लिए भी उपयुक्त है। ब्रिनेल कठोरता परीक्षण कच्चे माल और अर्ध-निर्मित उत्पादों के निरीक्षण के लिए उपयुक्त है उत्पाद । इसका लाभ यह है कि धंसाव बड़ा होता है, जिससे सामग्री के समग्र प्रदर्शन को प्रतिबिंबित किया जा सकता है और इसकी परिशुद्धता उच्च होती है; इसका दोष यह है कि धंसाव बड़ा होता है और आमतौर पर यह अंतिम उत्पाद के निरीक्षण के लिए प्रयोग नहीं किया जाता है।

‌ रॉकवेल कठोरता परीक्षक: विभिन्न लौह और अलौह धातुओं के कठोरता परीक्षण के लिए उपयुक्त, जिनमें क्वेंच्ड स्टील, क्वेंच्ड और टेम्पर्ड स्टील, टेम्पर्ड स्टील, एनील्ड स्टील, सतह-कठोरित स्टील, कार्बाइड सामग्री, पाउडर धातुकर्म सामग्री, थर्मल स्प्रे कोटिंग्स आदि शामिल हैं। इसका लाभ यह है कि इसके व्यापक अनुप्रयोग हैं और यह विभिन्न लौह और अलौह धातुओं के कठोरता परीक्षण के लिए उपयुक्त है; इसका दोष यह है कि इंडेंटेशन छोटा होता है और यह पतली प्लेट धातुओं, पतली दीवार वाले पाइप आदि के लिए उपयुक्त है।

‌ सतह रॉकवेल कठोरता परीक्षक: पतली चादरों, कार्बुराइजिंग, नाइट्राइडिंग, सतह उपचार द्वारा कठोरित परतों, स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं आदि के कठोरता परीक्षण के लिए उपयुक्त। विकर्स कठोरता परीक्षक: छोटे भागों, पतली स्टील की चादरों, धातु के पन्नी, आईसी शीट्स, तारों, पतली कठोरित परतों, विद्युत लेपन परतों, कांच, आभूषणों और सिरेमिक्स के मापन के लिए प्रयुक्त होता है। इसका लाभ यह है कि धंसाव छोटा होता है, जो छोटे भागों और पतली सामग्रियों के परीक्षण के लिए उपयुक्त है; इसका दोष यह है कि इसका संचालन अपेक्षाकृत जटिल है। छोटे भागों, पतली स्टील की चादरों, धातु के पन्नी और अन्य सामग्रियों के परीक्षण के लिए उपयुक्त।