سٹیل کے لیے سختی کے تین معیار

کسی دھاتی مواد کی سخت اشیاء کے ذریعے سطح کے انڈینٹیشن کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت کو سختی کہا جاتا ہے۔ مختلف جانچ کے طریقوں اور اطلاق کے دائرہ کار کے مطابق، سختی کو برینیل سختی، راک ویل سختی، وکرز کی سختی، ساحل کی سختی، مائیکرو ہارڈنیس اور اعلی درجہ حرارت کی سختی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ پائپوں کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والی تین سختیاں ہیں: برنیل، راک ویل، اور وِکرز کی سختی۔

A. برینل سختی (HB)

مخصوص ٹیسٹ فورس (F) کے ساتھ نمونے کی سطح پر دبانے کے لیے اسٹیل کی گیند یا ایک خاص قطر کی کاربائیڈ گیند کا استعمال کریں۔ مخصوص انعقاد کے وقت کے بعد، ٹیسٹ فورس کو ہٹا دیں اور نمونے کی سطح پر انڈینٹیشن قطر (L) کی پیمائش کریں۔ برنیل سختی کی قیمت انڈینٹڈ اسفیئر کے سطحی رقبے سے ٹیسٹ فورس کو تقسیم کر کے حاصل ہونے والا حصہ ہے۔ HBS (اسٹیل بال) میں ظاہر کیا گیا، یونٹ N/mm2 (MPa) ہے۔

حساب کتاب کا فارمولا ہے:
فارمولے میں: F– دھاتی نمونے کی سطح پر دبائی جانے والی ٹیسٹ فورس، N؛
D–ٹیسٹ کے لیے سٹیل کی گیند کا قطر، ملی میٹر؛
d–انڈینٹیشن کا اوسط قطر، ملی میٹر۔
برینل کی سختی کی پیمائش زیادہ درست اور قابل اعتماد ہے، لیکن عام طور پر HBS صرف 450N/mm2 (MPa) سے کم دھاتی مواد کے لیے موزوں ہے، اور سخت اسٹیل یا پتلی پلیٹوں کے لیے موزوں نہیں ہے۔ اسٹیل پائپ کے معیارات میں، برینل سختی سب سے زیادہ استعمال ہوتی ہے۔ انڈینٹیشن قطر d اکثر مواد کی سختی کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو بدیہی اور آسان دونوں ہے۔
مثال: 120HBS10/1000130: اس کا مطلب ہے کہ 30s (سیکنڈ) کے لیے 1000Kgf (9.807KN) کی ٹیسٹ فورس کے تحت 10mm قطر والی سٹیل بال کا استعمال کرتے ہوئے برینل سختی کی قدر 120N/mm2 (MPa) ہے۔

B. Rockwell سختی (HR)

Rockwell سختی ٹیسٹ، Brinell سختی ٹیسٹ کی طرح، ایک انڈینٹیشن ٹیسٹ کا طریقہ ہے۔ فرق یہ ہے کہ یہ انڈینٹیشن کی گہرائی کی پیمائش کرتا ہے۔ یعنی، ابتدائی ٹیسٹ فورس (Fo) اور کل ٹیسٹ فورس (F) کی ترتیب وار کارروائی کے تحت، انڈینٹر (اسٹیل مل کی شنک یا اسٹیل بال) کو نمونے کی سطح پر دبایا جاتا ہے۔ مخصوص انعقاد کے وقت کے بعد، مرکزی قوت کو ہٹا دیا جاتا ہے. طاقت کی جانچ کریں، سختی کی قدر کا حساب لگانے کے لیے ماپا ہوا بقایا انڈینٹیشن ڈیپتھ انکریمنٹ (e) استعمال کریں۔ اس کی قیمت ایک گمنام نمبر ہے، جس کی علامت HR سے ہوتی ہے، اور استعمال کیے جانے والے ترازو میں 9 ترازو شامل ہیں، بشمول A, B, C, D, E, F, G, H, اور K۔ ان میں عام طور پر اسٹیل کے لیے استعمال ہونے والے ترازو سختی کی جانچ عام طور پر A، B، اور C ہیں، یعنی HRA، HRB، اور HRC۔

سختی کی قدر کا حساب درج ذیل فارمولے سے کیا جاتا ہے:
A اور C پیمانے کے ساتھ جانچ کرتے وقت، HR=100-e
B سکیل کے ساتھ جانچ کرتے وقت، HR=130-e
فارمولے میں، e – بقایا انڈینٹیشن ڈیپتھ انکریمنٹ کو 0.002mm کی مخصوص اکائی میں ظاہر کیا جاتا ہے، یعنی جب انڈینٹر کی محوری نقل مکانی ایک یونٹ (0.002mm) ہوتی ہے، تو یہ Rockwell کی سختی میں ایک سے ایک تبدیلی کے مترادف ہے۔ نمبر ای قدر جتنی بڑی ہوگی، دھات کی سختی اتنی ہی کم ہوگی، اور اس کے برعکس۔
مندرجہ بالا تین پیمانوں کا قابل اطلاق دائرہ درج ذیل ہے:
HRA (ڈائمنڈ کون انڈینٹر) 20-88
HRC (ڈائمنڈ کون انڈینٹر) 20-70
HRB (قطر 1.588mm سٹیل بال انڈینٹر) 20-100
راک ویل سختی ٹیسٹ اس وقت ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ طریقہ ہے، جس میں سے HRC اسٹیل پائپ کے معیارات میں برنیل سختی HB کے بعد دوسرے نمبر پر استعمال ہوتا ہے۔ راک ویل کی سختی کا استعمال دھاتی مواد کو انتہائی نرم سے انتہائی سخت تک کی پیمائش کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ یہ برنیل طریقہ کار کی خامیوں کو پورا کرتا ہے۔ یہ برینل طریقہ سے آسان ہے اور سختی کی قدر کو سختی مشین کے ڈائل سے براہ راست پڑھا جا سکتا ہے۔ تاہم، اس کے چھوٹے انڈینٹیشن کی وجہ سے، سختی کی قدر برینیل طریقہ کی طرح درست نہیں ہے۔

C. Vickers سختی (HV)

وِکرز سختی ٹیسٹ بھی انڈینٹیشن ٹیسٹ کا طریقہ ہے۔ یہ ایک مربع اہرام ہیرے کے انڈینٹر کو مخالف سطحوں کے درمیان 1360 کے شامل زاویہ کے ساتھ ایک منتخب ٹیسٹ فورس (F) پر ٹیسٹ کی سطح پر دباتا ہے، اور مخصوص انعقاد کے وقت کے بعد اسے ہٹا دیتا ہے۔ زبردستی، انڈینٹیشن کے دو اخترن کی لمبائی کی پیمائش کریں۔

Vickers کی سختی کی قیمت انڈینٹیشن سطح کے رقبے سے تقسیم شدہ ٹیسٹ فورس کا حصہ ہے۔ اس کا حساب کتاب کا فارمولا ہے:
فارمولے میں: HV–Vickers سختی کی علامت، N/mm2 (MPa)؛
F–ٹیسٹ فورس، N؛
d–انڈینٹیشن کے دو اخترن کا حسابی وسط، ملی میٹر۔
Vickers کی سختی میں استعمال ہونے والی ٹیسٹ فورس F 5 (49.03)، 10 (98.07)، 20 (196.1)، 30 (294.2)، 50 (490.3)، 100 (980.7) Kgf (N) اور دیگر چھ سطحیں ہیں۔ سختی کی قدر کی پیمائش کی جا سکتی ہے حد 5~1000HV ہے۔
اظہار کے طریقہ کار کی مثال: 640HV30/20 کا مطلب ہے کہ 20S (سیکنڈ) کے لیے 30Hgf (294.2N) کی ٹیسٹ فورس کے ساتھ ماپا جانے والی Vickers کی سختی کی قدر 640N/mm2 (MPa) ہے۔
Vickers سختی کا طریقہ بہت پتلی دھاتی مواد اور سطح کی تہوں کی سختی کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس میں برنیل اور راک ویل طریقوں کے اہم فوائد ہیں اور یہ ان کی بنیادی خامیوں پر قابو پاتا ہے، لیکن یہ راک ویل طریقہ کی طرح آسان نہیں ہے۔ سٹیل پائپ کے معیارات میں ویکرز کا طریقہ شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے۔