I. रॉकवेल कठोरता (HR)
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1. सिद्धांत

एक डायमंड कोन (जिसका शीर्ष कोण 120° हो) या एक स्टील बॉल (जिसका व्यास 1.59 मिमी या 3.18 मिमी हो) को इंडेंटर के रूप में उपयोग करके, प्रारंभिक भार और मुख्य भार के प्रभाव में इसे सामग्री की सतह पर दबाएँ। कठोरता का मान इंडेंटेशन की गहराई के आधार पर परिकलित किया जाता है—इंडेंटेशन जितना गहरा होगा, कठोरता का मान उतना ही कम होगा।

2. विशेषताएँ

- परीक्षण की तीव्र गति और सरल संचालन, बैच परीक्षण के लिए उपयुक्त।
- मध्यम से उच्च कठोरता वाली सामग्रियों का परीक्षण करने में सक्षम।
सामग्री की कठोरता के आधार पर कई पैमाने उपलब्ध हैं:
- एचआरए: इसमें 60 किलोग्राम का भार और एक डायमंड इंडेंटर का उपयोग किया जाता है, जो सीमेंटेड कार्बाइड जैसी अत्यंत कठोर सामग्रियों के लिए उपयुक्त है।
- एचआरबी: इसमें 100 किलोग्राम का भार और एक स्टील बॉल इंडेंटर का उपयोग किया जाता है, जो नरम स्टील, तांबे की मिश्र धातु, एल्यूमीनियम की मिश्र धातु आदि के लिए उपयुक्त है।
- एचआरसी: इसमें 150 किलोग्राम का भार और एक डायमंड इंडेंटर का उपयोग किया जाता है, जो बुझाई गई स्टील, उच्च कठोरता वाली मिश्र धातुओं आदि के लिए उपयुक्त है।

3. विशिष्ट अनुप्रयोग

कटिंग टूल्स, बियरिंग्स, गियर्स और कास्ट आयरन पार्ट्स जैसे धातु उत्पादों की कठोरता का तेजी से परीक्षण करने के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

II. ब्रिनेल कठोरता (HBW)

1. सिद्धांत

एक निश्चित व्यास (आमतौर पर 10 मिमी) की एक कठोर मिश्र धातु की गेंद को एक निर्दिष्ट भार के तहत सामग्री की सतह में दबाया जाता है, और इंडेंटेशन व्यास के आधार पर कठोरता मान की गणना की जाती है।
ब्रिनेल कठोरता के सामान्य प्रकार:

- एचबीएस: इसमें स्टील बॉल इंडेंटर का उपयोग किया जाता है, जो 450 एचबी या उससे कम कठोरता वाली सामग्रियों के लिए उपयुक्त है, जैसे कि नरम स्टील, ग्रे कास्ट आयरन और अलौह धातुएं।
- एचबीडब्ल्यू: इसमें कठोर मिश्र धातु की गेंद से बने इंडेंटर का उपयोग किया जाता है, जो 650 एचबी या उससे कम कठोरता वाली सामग्रियों के लिए उपयुक्त है, और यह आधुनिक मानकों का मुख्य रूप है।

2. विशेषताएँ

- स्थिर परिणाम और अच्छी पुनरावृत्ति क्षमता।
- नरम से मध्यम कठोरता वाली धातुओं के लिए उपयुक्त।
- इसमें बना गड्ढा अपेक्षाकृत बड़ा है, इसलिए यह पतली दीवारों वाले या छोटे आकार के पुर्जों के लिए उपयुक्त नहीं है।

3. विशिष्ट अनुप्रयोग

एनील्ड स्टील, कास्ट आयरन और अलौह धातुओं और उनके मिश्र धातुओं जैसे कच्चे माल और खुरदरे ढंग से संसाधित भागों का कठोरता परीक्षण।

III. विकर्स कठोरता (HV)

1. सिद्धांत

एक वर्गाकार पिरामिडनुमा हीरे के आकार के इंडेंटर का उपयोग किया जाता है जिसका शीर्ष कोण 136 डिग्री होता है, ताकि एक निर्दिष्ट भार के तहत सामग्री की सतह पर दबाव डाला जा सके, और कठोरता मान की गणना इंडेंटेशन की विकर्ण लंबाई के आधार पर की जाती है।

2. विशेषताएँ

- उच्च परिशुद्धता: यह अत्यंत छोटे क्षेत्रों (जैसे, सामग्रियों के सूक्ष्म क्षेत्र) के लिए भी सटीक कठोरता माप को सक्षम बनाता है।
- व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्र: यह नरम धातुओं (जैसे एल्यूमीनियम मिश्र धातु) से लेकर अति कठोर सामग्रियों (जैसे सीमेंटेड कार्बाइड) तक, कठोरता के व्यापक स्पेक्ट्रम में सामग्रियों के परीक्षण के लिए उपयुक्त है।
- न्यूनतम निशान: सामग्री की सतह पर बनने वाला छोटा सा निशान वर्कपीस को नुकसान पहुंचाने से बचाता है, जिससे यह पतली दीवारों वाले पुर्जों, सतह कोटिंग्स और सूक्ष्म-क्षेत्रीय कठोरता परीक्षण के लिए आदर्श बन जाता है।

3. विशिष्ट अनुप्रयोग

इसका व्यापक रूप से परिशुद्ध घटकों, सतह कोटिंग्स और पतली शीटों की कठोरता परीक्षण में उपयोग किया जाता है—उदाहरण के लिए, मोबाइल फोन के खोल की कोटिंग्स की कठोरता मापकर घिसाव प्रतिरोध की पुष्टि करना। इसके अतिरिक्त, यह वैज्ञानिक अनुसंधान में सूक्ष्म क्षेत्रों की कठोरता विश्लेषण के लिए अपरिहार्य है, जैसे कि सामग्रियों में कण सीमाओं और चरण सीमाओं की कठोरता परीक्षण करके सामग्री के सूक्ष्म गुणों का अध्ययन करना।

4. कठोरता परीक्षण की तीनों विधियों की तुलना

5. सारांश
कठोरता परीक्षण की तीनों विधियों के अपने-अपने फायदे हैं। सबसे उपयुक्त विधि का चयन सामग्री की विशेषताओं, नमूने के आकार, कठोरता सीमा और सटीकता की आवश्यकताओं के आधार पर व्यापक रूप से किया जाना चाहिए ताकि सबसे सटीक परीक्षण परिणाम प्राप्त हो सकें।

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