ब्रिनेल स्केल

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:

$\operatorname {BHN} ={\frac {2P}{\pi D\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)}}$

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।

बीएचएन को सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले परीक्षण मानकों (एएसटीएम ई10-14) द्वारा नामित किया गया है 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

$\operatorname {HBW} =0.102{\frac {2F}{\pi D\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)}}$

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
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

• अंतर्राष्ट्रीय (मानकीकरण के लिए अंतर्राष्ट्रीय संगठन) और यूरोपीय (मानकीकरण के लिए यूरोपीय समिति) मानक
  • "एन आईएसओ 6506-1:2014: धातु सामग्री - ब्रिनेल कठोरता परीक्षण - भाग 1: परीक्षण विधि".
  • "एन आईएसओ 6506-2:2017: धातु सामग्री - ब्रिनेल कठोरता परीक्षण - भाग 2: परीक्षण मशीन का सत्यापन और अंशांकन".
  • "एन आईएसओ 6506-3:2014: धातु सामग्री - ब्रिनेल कठोरता परीक्षण - भाग 3: संदर्भ ब्लॉकों का अंशांकन".
  • "एन आईएसओ 6506-4:2014: धातु सामग्री - ब्रिनेल कठोरता परीक्षण - भाग 4: कठोरता मूल्यों की श्रेणी".
• यूएस मानक (एएसटीएम इंटरनेशनल)
  • "एएसटीएम ई10-14: धातु सामग्री की ब्रिनेल कठोरता के लिए मानक विधि।".

यह भी देखें

• ब्रिनलिंग
• कठोरता तुलना
• नूप कठोरता परीक्षण
• लीब रिबाउंड कठोरता परीक्षण
• रॉकवेल स्केल
• विकर्स कठोरता परीक्षण

संदर्भ

• Tabor, David (2000). The Hardness of Metals. Oxford University Press. ISBN 0-19-850776-3.

बाहरी संबंध

• Brinell कठोरता Test – Methods, advantages, disadvantages, applications
• Video on the Brinell hardness test on YouTube
• Rockwell to Brinell conversion chart (Brinell, Rockwell A,B,C)
• Struers hardness conversion table (Vickers, Brinell, Rockwell B,C,D)
• Brinell कठोरता एचबी conversion chart (MPa, Brinell, Vickers, Rockwell C)