কঠোরতা পরীক্ষা

কঠোরতা পরীক্ষা

কঠোরতা (Hardness) একটি বস্তুর স্থানীয় প্লাস্টিক বিকৃতি বা ইন্ডেন্টেশন (indentation) প্রতিরোধের ক্ষমতা। এটি বস্তুর উপাদান বিজ্ঞান-এর একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। কঠোরতা পরীক্ষা একটি বহুল ব্যবহৃত নন-ডেস্ট্রাকটিভ টেস্টিং পদ্ধতি, যা কোনো বস্তুর পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য মূল্যায়ন করতে ব্যবহৃত হয়। এই পরীক্ষার মাধ্যমে বস্তুর ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা, পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং সামগ্রিক স্থায়িত্ব সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়।

কঠোরতা পরীক্ষার প্রকারভেদ

বিভিন্ন ধরনের কঠোরতা পরীক্ষা রয়েছে, প্রত্যেকটির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। এদের মধ্যে বহুল ব্যবহৃত কয়েকটি নিচে উল্লেখ করা হলো:

১. ব্রিনেল কঠোরতা পরীক্ষা (Brinell Hardness Test): এটি সবচেয়ে পুরনো এবং বহুল পরিচিত কঠোরতা পরীক্ষা পদ্ধতি। এই পরীক্ষায়, একটি নির্দিষ্ট আকারের এবং লোডের একটি ইন্ডেন্টার (সাধারণত একটি কার্বাইড বা ইস্পাত বল) একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে বস্তুর পৃষ্ঠে চাপ দেওয়া হয়। ইন্ডেন্টারের দ্বারা সৃষ্ট ইন্ডেন্টেশনের ব্যাস মাপা হয় এবং ব্রিনেল কঠোরতা সংখ্যা (BHN) গণনা করা হয়। BHN = 2P / (πD(D - √(D² - d²))) এখানে, P = প্রয়োগ করা লোড (kgf), D = ইন্ডেন্টারের ব্যাস (mm), d = ইন্ডেন্টেশনের ব্যাস (mm)। ব্রিনেল স্কেল সাধারণত মোটা দানার (coarse-grained) উপকরণ যেমন ঢালাই লোহা (cast iron) এবং অ্যালুমিনিয়ামের জন্য উপযুক্ত।

২. ভিকર્સ কঠোরতা পরীক্ষা (Vickers Hardness Test): এই পরীক্ষায়, একটি হীরার পিরামিড আকৃতির ইন্ডেন্টার ব্যবহার করা হয়। ইন্ডেন্টারটি একটি নির্দিষ্ট লোড এবং সময় ধরে বস্তুর পৃষ্ঠে চাপ দেওয়া হয়। এরপর সৃষ্ট ইন্ডেন্টেশনের কর্ণ (diagonal) মাপা হয় এবং ভিকર્સ কঠোরতা সংখ্যা (VHN) গণনা করা হয়। VHN = 1.854P / d² এখানে, P = প্রয়োগ করা লোড (kgf), d = ইন্ডেন্টেশনের কর্ণের দৈর্ঘ্য (mm)। ভিকર્સ স্কেল বিভিন্ন ধরনের উপকরণ যেমন - ধাতু, সিরামিক এবং পলিমারের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি ব্রিনেল পরীক্ষার চেয়ে বেশি সংবেদনশীল।

৩. রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষা (Rockwell Hardness Test): এটি সবচেয়ে দ্রুত এবং বহুল ব্যবহৃত কঠোরতা পরীক্ষা পদ্ধতি। এই পরীক্ষায়, বিভিন্ন ধরনের ইন্ডেন্টার (ডায়মন্ড কোণ বা স্টিল বল) এবং বিভিন্ন লোড ব্যবহার করা হয়। ইন্ডেন্টারটিকে প্রথমে একটি ছোট লোড (minor load) দিয়ে পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয়, তারপর একটি বড় লোড (major load) প্রয়োগ করা হয়। বড় লোড অপসারণ করার পরে, ইন্ডেন্টেশনের গভীরতা মাপা হয় এবং রকওয়েল কঠোরতা সংখ্যা (HR) নির্ধারণ করা হয়। রকওয়েল স্কেল বিভিন্ন উপকরণের জন্য বিভিন্ন স্কেলে প্রকাশ করা হয়, যেমন - HRA, HRB, HRC ইত্যাদি। রকওয়েল স্কেল সাধারণত ইস্পাত, ব্রাস এবং অ্যালুমিনিয়ামের কঠোরতা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।

৪. নুুপ কঠোরতা পরীক্ষা (Knoop Hardness Test): এই পরীক্ষায়, একটি হীরার ইন্ডেন্টার ব্যবহার করা হয় যার আকৃতি একটি লম্বা পিরামিডের মতো। এটি সাধারণত খুব পাতলা আবরণ (thin coatings) এবং ভঙ্গুর উপকরণ (brittle materials) যেমন - সিরামিক এবং কাঁচের কঠোরতা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।

কঠোরতা পরীক্ষার মূলনীতি

কঠোরতা পরীক্ষার মূলনীতি হলো কোনো বস্তুর পৃষ্ঠে একটি ইন্ডেন্টার প্রবেশ করিয়ে তার প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপ করা। ইন্ডেন্টেশনের আকার এবং গভীরতা বস্তুর কঠোরতার সাথে সম্পর্কিত। সাধারণত, কঠোরতা যত বেশি, ইন্ডেন্টেশনের আকার তত ছোট হবে।

কঠোরতা পরীক্ষার প্রভাব বিস্তারকারী বিষয়সমূহ

কঠোরতা পরীক্ষার ফলাফলের উপর বিভিন্ন বিষয় প্রভাব ফেলে। এদের মধ্যে কয়েকটি উল্লেখযোগ্য বিষয় নিচে উল্লেখ করা হলো:

• পরীক্ষার লোড: লোড বাড়লে ইন্ডেন্টেশনের আকার সাধারণত ছোট হয়, ফলে কঠোরতা বেশি মনে হয়।
• ইন্ডেন্টারের আকার ও প্রকার: ইন্ডেন্টারের জ্যামিতি (geometry) এবং উপাদান কঠোরতা মানের উপর প্রভাব ফেলে।
• পরীক্ষার সময়: ইন্ডেন্টেশন করার সময়কালও ফলাফলে প্রভাব ফেলতে পারে, বিশেষ করে পলিমারের ক্ষেত্রে।
• পৃষ্ঠের প্রস্তুতি: পরীক্ষার পূর্বে বস্তুর পৃষ্ঠকে মসৃণ এবং পরিষ্কার রাখা জরুরি।
• বস্তুর গঠন: বস্তুর ভেতরের গঠন, যেমন - শস্যের আকার (grain size) এবং ফেজ (phase) কঠোরতাকে প্রভাবিত করে।
• তাপমাত্রা: তাপমাত্রার পরিবর্তন কঠোরতার মান পরিবর্তন করতে পারে।

কঠোরতা পরীক্ষার ব্যবহার

কঠোরতা পরীক্ষার বিভিন্ন ব্যবহার রয়েছে। নিচে কয়েকটি প্রধান ব্যবহার উল্লেখ করা হলো:

• উপাদান নির্বাচন: কোনো নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক উপাদান নির্বাচন করতে কঠোরতা পরীক্ষা সাহায্য করে।
• মান নিয়ন্ত্রণ: উৎপাদনের সময় পণ্যের গুণমান নিশ্চিত করতে এই পরীক্ষা করা হয়।
• তাপ treatment পর্যবেক্ষণ: তাপ treatment-এর (heat treatment) ফলে বস্তুর কঠোরতার পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করা যায়।
• পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা মূল্যায়ন: কঠোরতা পরিমাপ করে বস্তুর পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়।
• ওয়েল্ডিং (Welding) এবং সারফেস কোটিং (Surface coating) এর গুণমান যাচাই: ওয়েল্ডিং এবং সারফেস কোটিং এর গুণমান কঠোরতা পরীক্ষার মাধ্যমে যাচাই করা যায়।

বিভিন্ন উপকরণে কঠোরতা

বিভিন্ন উপাদানের কঠোরতা বিভিন্ন হয়। সাধারণত, ইস্পাত (steel) খুব কঠিন, অ্যালুমিনিয়াম (aluminium) মাঝারি কঠিন এবং তামা (copper) তুলনামূলকভাবে নরম।

| উপাদান | ব্রিনেল কঠোরতা (BHN) | ভিকર્સ কঠোরতা (VHN) | রকওয়েল কঠোরতা (HRC) | |---|---|---|---| | ইস্পাত (Steel) | 150-600 | 150-600 | 20-68 | | অ্যালুমিনিয়াম (Aluminium) | 20-150 | 20-150 | 20-85 | | তামা (Copper) | 30-100 | 30-100 | 25-70 | | ঢালাই লোহা (Cast Iron) | 100-300 | 100-300 | 40-60 | | টাইটানিয়াম (Titanium) | 160-300 | 160-300 | 30-45 |

কঠোরতা এবং অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

কঠোরতা অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য যেমন - টানন শক্তি (tensile strength), ফলন শক্তি (yield strength) এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা (corrosion resistance) এর সাথে সম্পর্কিত। যদিও কঠোরতা সরাসরি এই বৈশিষ্ট্যগুলির সমানুপাতিক নয়, তবে এটি তাদের একটি ভাল নির্দেশক হতে পারে।

কঠোরতা পরীক্ষার আধুনিক পদ্ধতি

ঐতিহ্যবাহী কঠোরতা পরীক্ষা পদ্ধতি ছাড়াও, আধুনিক কিছু পদ্ধতিও ব্যবহৃত হয়, যেমন -

• মাইক্রো-কঠোরতা পরীক্ষা (Micro-hardness test): এই পদ্ধতিতে খুব ছোট লোড এবং ইন্ডেন্টার ব্যবহার করা হয়, যা ছোট এবং ভঙ্গুর বস্তুর কঠোরতা পরিমাপের জন্য উপযুক্ত।
• ন্যানো-কঠোরতা পরীক্ষা (Nano-hardness test): এটি আরও উন্নত পদ্ধতি, যেখানে ন্যানোস্কেল লোড এবং ইন্ডেন্টার ব্যবহার করা হয়। এটি খুব পাতলা ফিল্ম এবং ন্যানো-উপাদানের কঠোরতা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• স্বয়ংক্রিয় কঠোরতা পরীক্ষা (Automated hardness testing): এই পদ্ধতিতে কম্পিউটার নিয়ন্ত্রিত যন্ত্র ব্যবহার করা হয়, যা পরীক্ষার নির্ভুলতা এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা বৃদ্ধি করে।

ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা

কঠোরতা পরীক্ষার ক্ষেত্রে ভবিষ্যতে আরও উন্নত এবং নির্ভুল পদ্ধতি উদ্ভাবনের সম্ভাবনা রয়েছে। ন্যানোটেকনোলজি এবং আর্টিফিশিয়াল ইন্টেলিজেন্স (Artificial Intelligence) ব্যবহার করে আরও সংবেদনশীল এবং স্বয়ংক্রিয় কঠোরতা পরীক্ষা পদ্ধতি তৈরি করা যেতে পারে, যা নতুন নতুন উপাদানের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণে সহায়ক হবে।

উপকরণ পরীক্ষা নন-ডেস্ট্রাকটিভ টেস্টিং পদ্ধতি যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ধাতুবিদ্যা গুণমান নিয়ন্ত্রণ উৎপাদন প্রকৌশল টানন পরীক্ষা নমন পরীক্ষা আপেক্ষিক ঘনত্ব রাসায়নিক বিশ্লেষণ স্ফুটনাঙ্ক গলনাঙ্ক তাপ পরিবাহিতা বিদ্যুৎ পরিবাহিতা শব্দ দূষণ বায়ু দূষণ পানি দূষণ মাটি দূষণ পরিবেশ বিজ্ঞান টেকনিক্যাল বিশ্লেষণ ভলিউম বিশ্লেষণ ঝুঁকি ব্যবস্থাপনা পোর্টফোলিও তৈরি ফিনান্সিয়াল মডেলিং

এখনই ট্রেডিং শুরু করুন

IQ Option-এ নিবন্ধন করুন (সর্বনিম্ন ডিপোজিট $10) Pocket Option-এ অ্যাকাউন্ট খুলুন (সর্বনিম্ন ডিপোজিট $5)

আমাদের সম্প্রদায়ে যোগ দিন

আমাদের টেলিগ্রাম চ্যানেলে যোগ দিন @strategybin এবং পান: ✓ দৈনিক ট্রেডিং সংকেত ✓ একচেটিয়া কৌশলগত বিশ্লেষণ ✓ বাজারের প্রবণতা সম্পর্কে বিজ্ঞপ্তি ✓ নতুনদের জন্য শিক্ষামূলক উপকরণ