ब्रिनेल स्केल: Difference between revisions

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[[File:BrinellHardness.svg|thumb|200px|बल आरेख]]'''ब्रिनेल स्केल''' {{IPAc-en|b|r|ə|ˈ|n|ɛ|l}} सामग्री परीक्षण-टुकड़े पर लोड किए गए इंडेंटर के प्रवेश के माप के माध्यम से सामग्रियों की [[इंडेंटेशन कठोरता|दंतुरण कठोरता]] को चित्रित करता है। इस प्रकार से यह सामग्री विज्ञान में कठोरता की अनेक परिभाषाओं में से एक है।
[[File:BrinellHardness.svg|thumb|200px|बल आरेख]]ब्रिनेल स्केल {{IPAc-en|b|r|ə|ˈ|n|ɛ|l}} सामग्री परीक्षण-टुकड़े पर लोड किए गए इंडेंटर के प्रवेश के पैमाने के माध्यम से सामग्रियों की [[इंडेंटेशन कठोरता]] को चित्रित करता है। यह सामग्री विज्ञान में कठोरता की कई परिभाषाओं में से एक है।


==इतिहास==
==इतिहास==
1900 में [[स्वीडन]] के [[ अभियंता |अभियंता]] [[ जोहान अगस्त ब्रिनेल |जोहान अगस्त ब्रिनेल]] द्वारा प्रस्तावित, यह [[ अभियांत्रिकी |अभियांत्रिकी]] और धातु विज्ञान में पहला व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला और मानकीकृत कठोरता परीक्षण था। इंडेंटेशन का बड़ा आकार और परीक्षण-टुकड़े को संभावित क्षति इसकी उपयोगिता को सीमित करती है। हालाँकि, इसमें यह उपयोगी विशेषता भी थी कि कठोरता मान को दो से विभाजित करने पर स्टील्स के लिए Ksi (इकाई) में अनुमानित अंतिम तन्यता ताकत मिलती थी। इस सुविधा ने प्रतिस्पर्धी कठोरता परीक्षणों पर इसे शीघ्र अपनाने में योगदान दिया।
इस प्रकार से 1900 में [[स्वीडन]] के [[ अभियंता |अभियंता]] [[ जोहान अगस्त ब्रिनेल |जोहान अगस्त ब्रिनेल]] द्वारा प्रस्तावित, यह [[ अभियांत्रिकी |अभियांत्रिकी]] और धातु विज्ञान में प्रथम व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और मानकीकृत कठोरता परीक्षण था। और दंतुरण का उच्च आकार और परीक्षण-टुकड़े को संभावित क्षति इसकी उपयोगिता को सीमित करती है। चूंकि, इसमें यह उपयोगी विशेषता भी थी कि कठोरता मान को दो से विभाजित करने पर इस्पात्स के लिए केएसआई (इकाई) में अनुमानित अंतिम तन्यता शक्ति मिलती थी। और इस सुविधा ने प्रतिस्पर्धी कठोरता परीक्षणों पर इसे शीघ्र अपनाने में योगदान दिया है।


==परीक्षण विवरण==
==परीक्षण विवरण==
विशिष्ट परीक्षण का उपयोग करता है {{cvt|10|mm}} [[व्यास]] वाली [[ इस्पात |इस्पात]] की गेंद इंडेंटर के रूप में {{convert|3000|kgf|kN lbf|abbr=on|lk=on|sigfig=4}} बल। नरम सामग्रियों के लिए, कम बल का उपयोग किया जाता है; कठोर सामग्रियों के लिए, स्टील की गेंद के स्थान पर [[टंगस्टन कार्बाइड]] की गेंद का उपयोग किया जाता है। इंडेंटेशन को मापा जाता है और कठोरता की गणना इस प्रकार की जाती है:
विशिष्ट परीक्षण {{convert|3000|kgf|kN lbf|abbr=on|lk=on|sigfig=4}} बल के साथ इंडेंटर के रूप में {{cvt|10|mm}} [[व्यास]] वाली [[ इस्पात |इस्पात]] की गेंद का उपयोग करता है। नरम सामग्रियों के लिए, कम बल का उपयोग किया जाता है; कठोर सामग्रियों के लिए, इस्पात की गेंद के स्थान पर [[टंगस्टन कार्बाइड]] की गेंद का उपयोग किया जाता है। दंतुरण को मापा जाता है और कठोरता की गणना इस प्रकार की जाती है:


:<math>\operatorname{BHN}=\frac{2P}{\pi D \left(D-\sqrt{D^2-d^2}\right)}</math>
:<math>\operatorname{BHN}=\frac{2P}{\pi D \left(D-\sqrt{D^2-d^2}\right)}</math>
कहाँ:
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:बीएचएन = ब्रिनेल कठोरता संख्या (किलोग्राम/मिमी{{sup|2}})
:BHN = ब्रिनेल कठोरता संख्या (किलोग्राम/मिमी{{sup|2}})
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:D = इंडेंटर का व्यास (मिमी)
:D = इंडेंटर का व्यास (मिमी)
:d = इंडेंटेशन का व्यास (मिमी)
:d = दंतुरण का व्यास (मिमी)


ब्रिनेल कठोरता को कभी-कभी मेगापास्कल में उद्धृत किया जाता है; ब्रिनेल कठोरता संख्या को गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण से गुणा किया जाता है, 9.80665 मी/से.<sup>2</sup>, इसे मेगापास्कल में बदलने के लिए।
इस प्रकार से ब्रिनेल कठोरता को कभी-कभी मेगापास्कल में उद्धृत किया जाता है; इसे मेगापास्कल में परिवर्तन के लिए ब्रिनेल कठोरता संख्या को गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण, 9.80665 m/s<sup>2</sup> से गुणा किया जाता है।


बीएचएन को परम तन्यता ताकत (यूटीएस) में परिवर्तित किया जा सकता है, हालांकि संबंध सामग्री पर निर्भर है, और इसलिए अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जाता है। यह संबंध मेयर के नियम से मेयर के सूचकांक (एन) पर आधारित है। यदि मेयर का सूचकांक 2.2 से कम है तो यूटीएस से बीएचएन का अनुपात 0.36 है। यदि मेयर का सूचकांक 2.2 से अधिक है, तो अनुपात बढ़ जाता है।{{sfn|Tabor|2000| p= 17}}
बीएचएन को परम तन्यता ताकत (यूटीएस) में परिवर्तित किया जा सकता है, चूंकि संबंध सामग्री पर निर्भर है, और इसलिए अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जाता है। यह संबंध मेयर के नियम से मेयर के सूचकांक (एन) पर आधारित है। यदि मेयर का सूचकांक 2.2 से कम है तो यूटीएस से बीएचएन का अनुपात 0.36 है। यदि मेयर का सूचकांक 2.2 से अधिक है, तो अनुपात बढ़ जाता है।{{sfn|Tabor|2000| p= 17}}


बीएचएन को सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले परीक्षण मानकों (एएसटीएम ई10-14) द्वारा नामित किया गया है{{sfn|ASTM E10-14}} और आईएसओ 6506-1:2005) एचबीडब्ल्यू के रूप में (कठोरता से एच, ब्रिनेल से बी और इंडेंटर की सामग्री से डब्ल्यू, टंगस्टन (वोल्फ्राम) कार्बाइड)। पूर्व मानकों में एचबी या एचबीएस का उपयोग स्टील इंडेंटर्स के साथ किए गए मापों को संदर्भित करने के लिए किया जाता था।
बीएचएन को सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले परीक्षण मानकों (एएसटीएम ई10-14) द्वारा नामित किया गया है{{sfn|ASTM E10-14}} और आईएसओ 6506-1:2005) द्वारा एचबीडब्ल्यू (कठोरता से एच, ब्रिनेल से बी और इंडेंटर की सामग्री से डब्ल्यू, टंगस्टन (वोल्फ्राम) कार्बाइड) के रूप में नामित किया गया है। पूर्व मानकों में एचबी या एचबीएस का उपयोग इस्पात इंडेंटर्स के साथ किए गए मापों को संदर्भित करने के लिए किया जाता था।


दोनों मानकों में HBW की गणना SI इकाइयों का उपयोग करके की जाती है
दोनों मानकों में एचबीडब्ल्यू की गणना एसआई इकाइयों का उपयोग करके की जाती है


:<math>\operatorname{HBW}=0.102 \frac{2F}{\pi D \left(D-\sqrt{D^2-d^2}\right)}</math>
:<math>\operatorname{HBW}=0.102 \frac{2F}{\pi D \left(D-\sqrt{D^2-d^2}\right)}</math>
कहाँ:
जहाँ:
:एफ = लागू भार (न्यूटन)
:''F'' = प्रयुक्त भार (न्यूटन)
:D = इंडेंटर का व्यास (मिमी)
:D = इंडेंटर का व्यास (मिमी)
:d = इंडेंटेशन का व्यास (मिमी)
:d = दंतुरण का व्यास (मिमी)


== सामान्य मान ==
== सामान्य मान ==
ब्रिनेल कठोरता संख्या (बीएचएन या अधिक सामान्यतः एचबी) उद्धृत करते समय, संख्या प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षण की शर्तों को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। परीक्षणों को निर्दिष्ट करने के लिए मानक प्रारूप HBW 10/3000 उदाहरण में देखा जा सकता है। एचबीडब्ल्यू का मतलब है कि टंगस्टन कार्बाइड (टंगस्टन के रासायनिक प्रतीक से या टंगस्टन के स्पेनिश/स्वीडिश/जर्मन नाम वोल्फ्राम से) बॉल इंडेंटर का उपयोग किया गया था, एचबीएस के विपरीत, जिसका अर्थ है कठोर स्टील की गेंद। 10 मिलीमीटर में गेंद का व्यास है। 3000 किलोग्राम बल में बल है।
इस प्रकार से ब्रिनेल कठोरता संख्या (बीएचएन या अधिक सामान्यतः एचबी) उद्धृत करते समय, संख्या प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षण की नियम को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। परीक्षणों को निर्दिष्ट करने के लिए मानक प्रारूप एचबीडब्ल्यू 10/3000 उदाहरण में देखा जा सकता है। और एचबीडब्ल्यू का अर्थ है कि टंगस्टन कार्बाइड (टंगस्टन के रासायनिक प्रतीक से या टंगस्टन के स्पेनिश/स्वीडिश/जर्मन नाम वोल्फ्राम से) बॉल इंडेंटर का उपयोग किया गया था, एचबीएस के विपरीत, जिसका अर्थ है कठोर इस्पात की गेंद (स्टील बॉल)। अतः 10 मिलीमीटर में गेंद का व्यास है। और 3000 किलोग्राम बल में बल है।
 
कठोरता को XXX एचबी YYD<sup>2</sup> के रूप में भी दिखाया जा सकता है. XXX YY प्रकार की सामग्री (एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए 5, तांबे मिश्र धातुओं के लिए 10, इस्पात्स के लिए 30) पर प्रयुक्त होने वाला बल (किलोग्राम में) है। इस प्रकार सामान्य इस्पात कठोरता लिखी जा सकती है: 250 एचबी 30 D<sup>2</sup>. यह अधिकतम या न्यूनतम हो सकता है.


कठोरता को XXX HB YYD के रूप में भी दिखाया जा सकता है<sup>2</sup>. XXX YY प्रकार की सामग्री (एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए 5, तांबे मिश्र धातुओं के लिए 10, स्टील्स के लिए 30) पर लागू होने वाला बल (किलोग्राम में) है। इस प्रकार सामान्य स्टील कठोरता लिखी जा सकती है: 250 एचबी 30 डी<sup>2</sup>. यह अधिकतम या न्यूनतम हो सकता है.
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{| class="wikitable"
|+Correspondent relations among scale, indenter and test force:
|+स्केल, इंडेंटर और परीक्षण बल के मध्य संवाददाता संबंध:
!Hardness symbol
!कठोरता का प्रतीक
!Diameter of Indenter
!इंडेंटर्म का व्यास मिमी
mm
!एफ/डी2
!F/D2
!परीक्षण बल
!Test force
एन/केजीएफ
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|}
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|+ Brinell hardness numbers
|+ ब्रिनेल कठोरता संख्याएँ
!Material !! Hardness
!सामग्री !! कठोरता
|-
|-
|[[Softwood]] (e.g., [[pine]]) || 1.6 HBS 10/100
|मृदु काष्ठ (e.g., [[pine]]) || 1.6 एचबीS 10/100
|-
|-
|[[Hardwood]] || 2.6–7.0 HBS 10/100
|दृढ़काष्ठ || 2.6–7.0 एचबीएस 10/100
|-
|-
|[[Lead]] || 5.0 HB (pure lead; alloyed lead typically can range from 5.0 HB to values in excess of 22.0 HB)
|[[Lead|लीड]] || 5.0 एचबी (शुद्ध सीसा; मिश्रित [[Glass|लीड]] सामान्यतः 5.0 एचबी से लेकर 22.0 एचबी से अधिक मान तक हो सकता है)
|-
|-
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|[[Aluminium|शुद्ध एल्युमीनियम]] || 15 एचबी
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|[[Copper]] || 35 HB
|[[Copper|ताँबा]] || 35 एचबी
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|Hardened AW-6060 [[Aluminium]] || 75 HB
|[[Aluminium|कठोर एडब्लू-6060 एल्यूमिनियम]] || 75 एचबी
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|-
|[[Mild steel]] || 120 HB
|[[Mild steel|सौम्य इस्पात]] || 120 एचबी
|-
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|Quenched and tempered steel wear plate || 400-700 HB
|शमित और संस्कारित इस्पात विघर्षण पट्टिका || 400-700 एचबी
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|-
|Hardened [[tool steel]] || 600–900 HB (HBW 10/3000)
|कठोर उपकरण इस्पात || 600–900 एचबी (एचबीडब्ल्यू 10/3000)
|-
|-
|[[Glass]] || 1550 HB
|[[Glass|काँच]] || 1550 एचबी
|-
|-
|[[Rhenium diboride]] || 4600 HB
|[[Rhenium diboride|रेनियम डाइबोराइड]] || 4600 एचबी
|-
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| colspan=2 | Note: Standard test conditions unless otherwise stated
| colspan="2" | नोट: मानक परीक्षण नियम, जब तक कि अन्यथा न कहा गया हो
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* यूएस मानक ([[एएसटीएम इंटरनेशनल]])
* यूएस मानक ([[एएसटीएम इंटरनेशनल]])
**{{cite web|url=http://www.astm.org/Standards/E10.htm |title=एएसटीएम ई10-14: धातु सामग्री की ब्रिनेल कठोरता के लिए मानक विधि।|ref={{sfnref|ASTM E10-14}} }}
**{{cite web|url=http://www.astm.org/Standards/E10.htm |title=एएसटीएम ई10-14: धातु सामग्री की ब्रिनेल कठोरता के लिए मानक विधि।|ref={{sfnref|ASTM E10-14}} }}
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== बाहरी संबंध ==
== बाहरी संबंध ==
*[https://www.enggstudy.com/brinell-hardness-test/ Brinell Hardness Test – Methods, advantages, disadvantages, applications]
*[https://www.enggstudy.com/brinell-hardness-test/ Brinell कठोरता Test – Methods, advantages, disadvantages, applications]
*{{youTube|id=RJXJpeH78iU |title=Video on the Brinell hardness test}}
*{{youTube|id=RJXJpeH78iU |title=Video on the Brinell hardness test}}
*[http://www.engineersedge.com/hardness_conversion.htm Rockwell to Brinell conversion chart] (Brinell, Rockwell A,B,C)
*[http://www.engineersedge.com/hardness_conversion.htm Rockwell to Brinell conversion chart] (Brinell, Rockwell A,B,C)
*[http://www.struers.com/default.asp?top_id=5&main_id=25&doc_id=344&target=_self&collapse=1 Struers hardness conversion table] (Vickers, Brinell, Rockwell B,C,D)
*[http://www.struers.com/default.asp?top_id=5&main_id=25&doc_id=344&target=_self&collapse=1 Struers hardness conversion table] (Vickers, Brinell, Rockwell B,C,D)
*[http://stainlessandaluminium.co.uk/brinell-hardness-hb-conversion-chart-nmm2-brinell-vickers-rockwell-c/ Brinell Hardness HB conversion chart] (MPa, Brinell, Vickers, Rockwell C)
*[http://stainlessandaluminium.co.uk/brinell-hardness-hb-conversion-chart-nmm2-brinell-vickers-rockwell-c/ Brinell कठोरता एचबी conversion chart] (MPa, Brinell, Vickers, Rockwell C)
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Latest revision as of 07:22, 23 September 2023

बल आरेख

ब्रिनेल स्केल /brəˈnɛl/ सामग्री परीक्षण-टुकड़े पर लोड किए गए इंडेंटर के प्रवेश के माप के माध्यम से सामग्रियों की दंतुरण कठोरता को चित्रित करता है। इस प्रकार से यह सामग्री विज्ञान में कठोरता की अनेक परिभाषाओं में से एक है।

इतिहास

इस प्रकार से 1900 में स्वीडन के अभियंता जोहान अगस्त ब्रिनेल द्वारा प्रस्तावित, यह अभियांत्रिकी और धातु विज्ञान में प्रथम व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और मानकीकृत कठोरता परीक्षण था। और दंतुरण का उच्च आकार और परीक्षण-टुकड़े को संभावित क्षति इसकी उपयोगिता को सीमित करती है। चूंकि, इसमें यह उपयोगी विशेषता भी थी कि कठोरता मान को दो से विभाजित करने पर इस्पात्स के लिए केएसआई (इकाई) में अनुमानित अंतिम तन्यता शक्ति मिलती थी। और इस सुविधा ने प्रतिस्पर्धी कठोरता परीक्षणों पर इसे शीघ्र अपनाने में योगदान दिया है।

परीक्षण विवरण

विशिष्ट परीक्षण 3,000 kgf (29.42 kN; 6,614 lbf) बल के साथ इंडेंटर के रूप में 10 mm (0.39 in) व्यास वाली इस्पात की गेंद का उपयोग करता है। नरम सामग्रियों के लिए, कम बल का उपयोग किया जाता है; कठोर सामग्रियों के लिए, इस्पात की गेंद के स्थान पर टंगस्टन कार्बाइड की गेंद का उपयोग किया जाता है। दंतुरण को मापा जाता है और कठोरता की गणना इस प्रकार की जाती है:

जहाँ:

BHN = ब्रिनेल कठोरता संख्या (किलोग्राम/मिमी2)
P = किलोग्राम-बल में प्रयुक्त भार (किलोग्राम)
D = इंडेंटर का व्यास (मिमी)
d = दंतुरण का व्यास (मिमी)

इस प्रकार से ब्रिनेल कठोरता को कभी-कभी मेगापास्कल में उद्धृत किया जाता है; इसे मेगापास्कल में परिवर्तन के लिए ब्रिनेल कठोरता संख्या को गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण, 9.80665 m/s2 से गुणा किया जाता है।

बीएचएन को परम तन्यता ताकत (यूटीएस) में परिवर्तित किया जा सकता है, चूंकि संबंध सामग्री पर निर्भर है, और इसलिए अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जाता है। यह संबंध मेयर के नियम से मेयर के सूचकांक (एन) पर आधारित है। यदि मेयर का सूचकांक 2.2 से कम है तो यूटीएस से बीएचएन का अनुपात 0.36 है। यदि मेयर का सूचकांक 2.2 से अधिक है, तो अनुपात बढ़ जाता है।[1]

बीएचएन को सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले परीक्षण मानकों (एएसटीएम ई10-14) द्वारा नामित किया गया है[2] और आईएसओ 6506-1:2005) द्वारा एचबीडब्ल्यू (कठोरता से एच, ब्रिनेल से बी और इंडेंटर की सामग्री से डब्ल्यू, टंगस्टन (वोल्फ्राम) कार्बाइड) के रूप में नामित किया गया है। पूर्व मानकों में एचबी या एचबीएस का उपयोग इस्पात इंडेंटर्स के साथ किए गए मापों को संदर्भित करने के लिए किया जाता था।

दोनों मानकों में एचबीडब्ल्यू की गणना एसआई इकाइयों का उपयोग करके की जाती है

जहाँ:

F = प्रयुक्त भार (न्यूटन)
D = इंडेंटर का व्यास (मिमी)
d = दंतुरण का व्यास (मिमी)

सामान्य मान

इस प्रकार से ब्रिनेल कठोरता संख्या (बीएचएन या अधिक सामान्यतः एचबी) उद्धृत करते समय, संख्या प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षण की नियम को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। परीक्षणों को निर्दिष्ट करने के लिए मानक प्रारूप एचबीडब्ल्यू 10/3000 उदाहरण में देखा जा सकता है। और एचबीडब्ल्यू का अर्थ है कि टंगस्टन कार्बाइड (टंगस्टन के रासायनिक प्रतीक से या टंगस्टन के स्पेनिश/स्वीडिश/जर्मन नाम वोल्फ्राम से) बॉल इंडेंटर का उपयोग किया गया था, एचबीएस के विपरीत, जिसका अर्थ है कठोर इस्पात की गेंद (स्टील बॉल)। अतः 10 मिलीमीटर में गेंद का व्यास है। और 3000 किलोग्राम बल में बल है।

कठोरता को XXX एचबी YYD2 के रूप में भी दिखाया जा सकता है. XXX YY प्रकार की सामग्री (एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए 5, तांबे मिश्र धातुओं के लिए 10, इस्पात्स के लिए 30) पर प्रयुक्त होने वाला बल (किलोग्राम में) है। इस प्रकार सामान्य इस्पात कठोरता लिखी जा सकती है: 250 एचबी 30 D2. यह अधिकतम या न्यूनतम हो सकता है.

स्केल, इंडेंटर और परीक्षण बल के मध्य संवाददाता संबंध:
कठोरता का प्रतीक इंडेंटर्म का व्यास मिमी एफ/डी2 परीक्षण बल

एन/केजीएफ

एचबीडब्ल्यू 10/3000 10 30 29420(3000)
एचबीडब्ल्यू 10/1500 10 15 14710(1500)
एचबीडब्ल्यू 10/1000 10 10 9807(1000)
ब्रिनेल कठोरता संख्याएँ
सामग्री कठोरता
मृदु काष्ठ (e.g., pine) 1.6 एचबीS 10/100
दृढ़काष्ठ 2.6–7.0 एचबीएस 10/100
लीड 5.0 एचबी (शुद्ध सीसा; मिश्रित लीड सामान्यतः 5.0 एचबी से लेकर 22.0 एचबी से अधिक मान तक हो सकता है)
शुद्ध एल्युमीनियम 15 एचबी
ताँबा 35 एचबी
कठोर एडब्लू-6060 एल्यूमिनियम 75 एचबी
सौम्य इस्पात 120 एचबी
18–8 (304) स्टेनलेस इस्पात एनील्ड 200 एचबी[3]
शमित और संस्कारित इस्पात विघर्षण पट्टिका 400-700 एचबी
कठोर उपकरण इस्पात 600–900 एचबी (एचबीडब्ल्यू 10/3000)
काँच 1550 एचबी
रेनियम डाइबोराइड 4600 एचबी
नोट: मानक परीक्षण नियम, जब तक कि अन्यथा न कहा गया हो


मानक

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Tabor 2000, p. 17.
  2. ↑ ASTM E10-14.
  3. ↑ "AISI Type 304 Stainless Steel". ASM Material Data Sheet. n.d. Archived from the original on 1 October 2018. Retrieved 28 May 2019.


बाहरी संबंध

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