रोलिंग स्टॉकमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कास्ट आयर्न ब्रेक शूजसाठी यांत्रिक चाचणी पद्धत (ब्रेक शू हार्डनेस टेस्टरची निवड)

कास्ट आयर्न ब्रेक शूजसाठी यांत्रिक चाचणी उपकरणांची निवड ICS 45.060.20 या मानकानुसार असावी. या मानकानुसार यांत्रिक गुणधर्म चाचणी दोन भागांमध्ये विभागलेली आहे:

१. ताण चाचणी

हे ISO 6892-1:2019 च्या तरतुदींनुसार पार पाडले जाईल. तन्यता नमुन्यांचे आकारमान आणि प्रक्रिया गुणवत्ता ISO 185:2005 च्या आवश्यकता पूर्ण करेल.

२. कठीणपणा तपासणी पद्धत

याची अंमलबजावणी ISO 6506-1:2014 नुसार केली जाईल. कठीणता नमुने स्वतंत्रपणे ओतलेल्या चाचणी बारच्या खालच्या अर्ध्या भागातून कापले जातील; जर चाचणी बार नसेल, तर एक ब्रेक शू घेतला जाईल, त्याच्या बाजूने ६ मिमी - १० मिमी भाग प्लेन केला जाईल, आणि ४ चाचणी बिंदूंवर कठीणता मोजली जाईल, ज्याचे सरासरी मूल्य चाचणी निकाल मानले जाईल.

कठोरता चाचणी पद्धतीचा आधार

ISO 6506-1:2014 “धातू पदार्थ – ब्रिनेल कठीणता चाचणी – भाग १: चाचणी पद्धत” या मानकामध्ये धातू पदार्थांच्या ब्रिनेल कठीणता चाचणीसाठीचे तत्त्व, चिन्हे आणि स्पष्टीकरणे, चाचणी उपकरणे, नमुने, चाचणी प्रक्रिया, निकालांची अनिश्चितता आणि चाचणी अहवाल निर्दिष्ट केलेले आहेत.

२.१ चाचणी उपकरणांची निवड: ब्रिनेल कठीणता परीक्षक (प्रथम शिफारस केलेले)

फायदे: दाबामुळे तयार होणारा भाग मोठा असतो, ज्यामुळे कास्ट आयर्न पदार्थाची एकूण कठीणता दिसून येते (कास्ट आयर्नची रचना असमान असू शकते), आणि परिणाम अधिक प्रातिनिधिक असतात.

हे मध्यम आणि कमी कठीणपणाच्या कास्ट आयर्नसाठी (HB 80 – 450) योग्य आहे, जे कास्ट आयर्न ब्रेक शूजच्या कठीणपणाची संपूर्ण श्रेणी व्यापते.

ही प्रक्रिया तुलनेने सोपी आहे आणि नमुन्याच्या पृष्ठभागाच्या गुळगुळीतपणाची आवश्यकता तुलनेने कमी आहे (साधारणपणे Ra 1.6 – 6.3μm पुरेसे आहे).

२.२ ब्रिनेल कठीणता चाचणीचे तत्त्व

याचे तत्त्व खालीलप्रमाणे सारांशित केले जाऊ शकते: १० मिमी व्यासाचा एक कठीण मिश्रधातूचा गोळा (किंवा शमन केलेला पोलादी गोळा) एका विशिष्ट चाचणी बलाखाली (उदा. ३००० किलोग्रॅम-बल) नमुन्याच्या पृष्ठभागावर दाबला जातो. दाबामुळे तयार झालेल्या खळगीचा व्यास मोजल्यानंतर, पदार्थाच्या प्लॅस्टिक विरूपणाला प्रतिकार करण्याच्या क्षमतेचे वैशिष्ट्य दर्शवण्यासाठी कठीणता मूल्य (HBW) मोजले जाते. याचा मुख्य फायदा निकालांच्या सशक्त प्रातिनिधिकतेमध्ये आहे, जे पदार्थाची स्थूल कठीणता वैशिष्ट्ये प्रतिबिंबित करू शकते. ही एक अभिजात पद्धत आहे जी धातूंच्या पदार्थांच्या कार्यक्षमता चाचणीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

२.३ ब्रिनेल कठीणता मूल्याची चिन्हे आणि स्पष्टीकरण

ब्रिनेल कठीणता मूल्याची (HBW) मूळ व्याख्या अशी आहे: चाचणी बल (F) आणि दाब पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ (A) यांचे गुणोत्तर, ज्याचे एकक MPa आहे (परंतु सामान्यतः एकक नमूद केलेले नसते आणि फक्त अंकीय मूल्य वापरले जाते). गणना सूत्र खालीलप्रमाणे आहे: HBW=πD(D−D2−d2​)2×0.102×F
कुठे:

F हे चाचणी बल आहे (एकक: N);

D म्हणजे इंडेंटरचा व्यास (एकक: मिमी);

d म्हणजे खळगीचा सरासरी व्यास (एकक: मिमी);

"0.102" हा गुणांक चाचणी बलाचे एकक kgf मधून N मध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरला जाणारा रूपांतरण घटक आहे (जर गणना थेट N मध्ये केली तर सूत्र सोपे करता येते).

सूत्रावरून असे दिसून येते की, समान चाचणी बल आणि इंडेंटर व्यास असताना, इंडेंटेशन व्यास जितका लहान असेल, तितकी पदार्थाची प्लास्टिक विरूपणाला प्रतिकार करण्याची क्षमता अधिक मजबूत असते आणि ब्रिनेल कठीणता मूल्य जास्त असते; याउलट, कठीणता मूल्य जितके कमी असेल.

कास्ट आयर्न ब्रेक शूजच्या (ग्रे कास्ट आयर्न) भौतिक वैशिष्ट्यांनुसार, ब्रिनेल कठीणता चाचणीचे मापदंड सामान्यतः खालीलप्रमाणे असतात:

चाचणी बल (F): सामान्यतः, 3000kgf (29.42kN) वापरले जाते आणि संबंधित कठीणता चिन्ह "HBW 10/3000" आहे.

टीप: जर नमुना पातळ असेल किंवा पदार्थ मऊ असेल, तर ISO 6506-1:2014 नुसार चाचणी बल समायोजित केले जाऊ शकते (जसे की 1500kgf किंवा 500kgf), परंतु हे चाचणी अहवालात नमूद केले पाहिजे.