ASTM E384-22 - وکرز اور نوپ مائکرو ہارڈنیس ٹیسٹ

ASTM E384-22 "مواد کی مائیکرو انڈینٹیشن سختی کے لیے معیاری ٹیسٹ کا طریقہ" ایک امریکی ASTM معیار ہے جو Vickers یا Knoop indenter کا استعمال کرتے ہوئے مواد کی مائیکرو ہارڈنس کا تعین کرنے کا طریقہ بتاتا ہے۔ یہ طریقہ کم لوڈنگ فورسز کے ساتھ کی جانے والی پیمائش کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جس سے بہت چھوٹے مادی علاقوں، پتلی تہوں، کوٹنگز، انفرادی مائیکرو اسٹرکچرل اجزاء، اور مختصر فاصلے پر ہونے والی سختی کی تبدیلیوں کی جانچ پڑتال کی جا سکتی ہے۔
ASTM E384-22 مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹنگ کا احاطہ کرتا ہے جو انڈینٹر کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ وکرز oraz نوپ سے تحقیقی قوتوں کے ساتھ 9,8 × 10^-3 N سے 9,8 N، یعنی سے 1 سے 1000 جی ایف.
ASTM E384 بنیادی طور پر دھاتوں اور مرکب دھاتوں کی جانچ کے لیے تیار کیا گیا تھا، لیکن اس میں بیان کردہ طریقہ کار کو دوسرے مواد پر بھی لاگو کیا جا سکتا ہے اگر مواد کی نوعیت مناسب انڈینٹیشن اور پیمائش کی اجازت دیتی ہے۔

ASTM E384-22 معیار کا دائرہ کار

ASTM E384-22 طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے مواد کی مائیکرو ہارڈنیس کی پیمائش کے لیے اصول بتاتا ہے۔ وکرز i نوپمعیار، دیگر چیزوں کے علاوہ، پیمائش کے تقاضے، سطح کی تیاری، انڈینٹر کا استعمال، ٹیسٹ فورس کا اطلاق، انڈینٹیشن کی پیمائش، اور نتیجہ کو متاثر کرنے والے عوامل کا تجزیہ بیان کرتا ہے۔
ASTM E384-22 کا ایک اہم عنصر پیمائش کی غلطیوں کے ممکنہ ذرائع اور پیمائش کی درستگی، تعصب، تکرار اور تولیدی صلاحیت پر ان کے اثرات کا تجزیہ بھی ہے۔
سختی کے ٹیسٹرز کی براہ راست تصدیق اور انشانکن اور ویکرز اور نوپ سختی کے حوالہ جات کے بلاکس کی تیاری اور انشانکن کے تقاضے معیار سے منسلک ہیں۔ ASTM E92.

ASTM E384-22 کے مطابق ٹیسٹ فورس کی حد

مائکرو ہارڈنیس ٹیسٹنگ کیا ہے؟

ٹیسٹ میں درست طریقے سے متعین جیومیٹری کے ڈائمنڈ انڈینٹر کو مناسب طریقے سے تیار کردہ نمونے کی سطح پر دبانا شامل ہے۔ بوجھ ہٹانے کے بعد، پیچھے رہ جانے والے امپرنٹ کے طول و عرض کی پیمائش کی جاتی ہے۔
سختی کی قدر کا تعین لاگو قوت اور انڈینٹیشن کے طول و عرض کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ Rockwell طریقہ کے برعکس، انڈینٹیشن کی دخول گہرائی کو براہ راست نہیں ماپا جاتا ہے، بلکہ مناسب میگنیفیکیشن کے تحت انڈینٹیشن کے طول و عرض کا مشاہدہ کیا جاتا ہے۔
انڈینٹیشنز کے بہت چھوٹے سائز کی وجہ سے، سطح کی تیاری کا معیار اور آپٹیکل سسٹم کی درستگی بہت سے میکرو ہارڈنیس پیمائشوں سے کہیں زیادہ اہم ہے۔

وِکرز مائیکرو ہارڈنس – HV

Vickers طریقہ ایک مربع بیس کے ساتھ ایک اہرام کی شکل میں ایک ڈائمنڈ انڈینٹر کا استعمال کرتا ہے. انڈینٹیشن بنانے کے بعد، اس کے دو اخترن کی پیمائش کی جاتی ہے، اور ان کی قدروں کا استعمال Vickers کی سختی کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
انڈینٹر کی سڈول جیومیٹری Vickers طریقہ کو انتہائی ورسٹائل بناتی ہے۔ اسے نسبتاً نرم دھاتوں سے لے کر انتہائی سخت اسٹیل، مرکب دھاتوں اور سطح کی تہوں تک وسیع پیمانے پر مواد کی جانچ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
ایک یکساں اور آئسوٹروپک مواد کے لیے، تاثر کے دونوں اخترن کی لمبائی تقریباً ایک جیسی ہونی چاہیے۔ ان کے درمیان ایک اہم فرق، دوسری چیزوں کے علاوہ، مائیکرو اسٹرکچر کے اثر و رسوخ، مادی اینسوٹروپی، سطح کی غلط تیاری، یا پیمائش کی غلطی کی نشاندہی کر سکتا ہے۔

نوپ مائیکرو ہارڈنس – HK

Knoop طریقہ میں ڈائمنڈ انڈینٹر بھی استعمال ہوتا ہے، لیکن اس کی جیومیٹری Vickers indenter سے نمایاں طور پر مختلف ہے۔ نتیجے میں آنے والا انڈینٹیشن انتہائی لمبا ہوتا ہے، جس سے انڈینٹر کو اسی ٹیسٹنگ فورس کے لیے Vickers کے طریقہ کار سے کم گھسنے کی اجازت ملتی ہے۔
یہ خاصیت Knoop طریقہ کو خاص طور پر مفید بناتی ہے جب مطالعہ کریں:

• بہت پتلی تہوں اور کوٹنگز،
• سطح کی سخت تہیں،
• سختی کے میلان،
• مائکرو اسٹرکچر کے چھوٹے اجزاء،
• ٹوٹنے والا مواد،
• سطح کے بہت قریب کے علاقے یا مواد کے درمیان حد۔

وکرز یا نوپ - کون سا طریقہ منتخب کرنا ہے؟

ASTM E384-22 کس لیے استعمال ہوتا ہے؟

مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹنگ کا سب سے بڑا فائدہ مواد کے بہت چھوٹے علاقوں کی خصوصیات کا تعین کرنے کی صلاحیت ہے۔ کلاسیکی میکرو ہارڈنس کی پیمائش بیک وقت بہت سے مختلف مائیکرو اسٹرکچرل اجزاء کو پکڑ سکتی ہے۔ مائکرو ہارڈنیس، تاہم، بہت زیادہ مقامی جانچ کی اجازت دیتا ہے۔
ASTM E384-22 استعمال کیا جاتا ہے، دوسروں کے درمیان، میں:

• انفرادی مراحل اور مائکرو اسٹرکچر اجزاء کی سختی کی جانچ،
• کاربرائزڈ، نائٹرائیڈ اور دیگر سطح کی سخت تہوں کا تجزیہ،
• پتلی فلم کی جانچ،
• مواد کے کراس سیکشن میں سختی کی تبدیلیوں کا تعین کرنا،
• ویلڈڈ جوڑوں میں گرمی سے متاثرہ علاقوں کا معائنہ،
• چھوٹے عناصر کا تجزیہ جو میکرو ہارڈنیس طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے درست طریقے سے جانچ نہیں سکتے ہیں،
• سائنسی تحقیق اور نئے مواد کی ترقی،
• حرارت اور تھرمو کیمیکل علاج کے عمل کا کنٹرول۔

ASTM E384-22 اور گرمی سے متاثرہ زون کی جانچ

مائکرو ہارڈنیس کا ایک دلچسپ اطلاق ویلڈڈ جوڑوں کا معائنہ ہے۔ انڈینٹیشنز کا ایک سلسلہ جوائنٹ کراس سیکشن میں بنایا جا سکتا ہے، بیس میٹریل، گرمی سے متاثرہ زون اور ویلڈ سے گزر کر۔

یہ سختی کی پروفائل بنانے اور بڑھتی ہوئی یا کم ہونے والی سختی کے مقامی علاقوں کا پتہ لگانے کی اجازت دیتا ہے جو ایک ہی میکرو ہارڈنیس پیمائش کے ذریعہ قابل اعتماد طور پر نمایاں نہیں ہوسکتی ہے۔

ASTM E384-22 اور کاربرائزڈ اور نائٹرائیڈ پرتیں۔

مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹنگ خاص طور پر مفید ہے جب تھرمو کیمیکل طور پر علاج شدہ اجزاء کا تجزیہ کیا جائے۔ نمونے کے کراس سیکشن کی تیاری کے بعد، بعد میں انڈینٹیشنز سطح سے مختلف فاصلے پر بنائے جا سکتے ہیں۔

یہ ایک پروفائل بناتا ہے جس میں سختی کی سطح سے مواد کے مرکز کی طرف سختی کی تبدیلی ظاہر ہوتی ہے۔ اس طرح کی پیمائش کا استعمال کاربرائزڈ، نائٹرائیڈ اور دیگر تہوں کو پراپرٹی کے میلان کے ساتھ خصوصیت کے لیے کیا جا سکتا ہے۔

سطح کی تیاری اتنی اہم کیوں ہے؟

مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹنگ میں، انڈینٹیشن کے طول و عرض بہت چھوٹے ہو سکتے ہیں۔ لہذا، نمونے کی سطح کی حالت پیمائش کی درستگی پر ایک اہم اثر رکھتی ہے۔
سطح کو تاثر کے کنارے کی واضح شناخت کی اجازت دینی چاہیے۔ ضرورت سے زیادہ کھردرا پن، پیسنے والی خراشیں، سطح کا گول ہونا، آلودگی، یا نمونے کی تیاری کے دوران ہونے والا نقصان اہم غلطیوں کا سبب بن سکتا ہے۔
ایک ہی وقت میں، میٹالوگرافک تیاری ٹیسٹ کیے جانے والے مواد کو تبدیل نہیں کر سکتی۔ پیسنے، سطح کو سخت کرنے، یا غلط پالش کرنے کے دوران ضرورت سے زیادہ حرارت مقامی سختی کو تبدیل کر سکتی ہے اور اس نتیجے کا باعث بنتی ہے جو نمونے کی اصل خصوصیات کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔

مائکرو ہارڈنیس کے نتیجے پر ٹیسٹ فورس کا اثر

بہت کم بوجھ پر، پیمائش کا نتیجہ سطح کے معیار، اخترن پیمائش کی درستگی، آلے کی کمپن، انڈینٹر جیومیٹری اور مقامی مواد کی غیر ہم آہنگی کے لیے خاص طور پر حساس ہو جاتا ہے۔
قوت کو کم کرنا چھوٹے اور چھوٹے علاقوں کی جانچ پڑتال کی اجازت دیتا ہے، لیکن یہ خود بخود زیادہ درست نتیجہ میں ترجمہ نہیں کرتا ہے۔ پرنٹ جتنا چھوٹا ہوگا، اس کے طول و عرض کا تعین کرنے میں ایک چھوٹی غلطی بھی اتنی ہی اہم ہوسکتی ہے۔

مائیکرو سختی اور مادی مائکرو اسٹرکچر

ایک مائکرو ہارڈنیس پیمائش کا نتیجہ ہمیشہ پورے مواد کی سختی کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ یہ کثیر فیز اور متضاد مواد میں خاص طور پر اہم ہے۔
ایک انڈینٹیشن کسی ایک دانے، پرسیپیٹیٹ، کاربائیڈ، میٹرکس، یا ایسے علاقے میں ہو سکتا ہے جس میں کئی مائیکرو اسٹرکچرل اجزاء شامل ہوں۔ لہذا، یکے بعد دیگرے نتائج کے درمیان فرق ہمیشہ پیمائش کی غلطی کی نشاندہی نہیں کرتا ہے۔ وہ مادی خصوصیات میں حقیقی مقامی فرق کی عکاسی کر سکتے ہیں۔

مائکرو ہارڈنیس کی پیمائش کرتے وقت غلطی کے سب سے اہم ذرائع

ASTM E384-22 پیمائش کے معیار اور ریپیٹبلٹی کو متاثر کرنے والے عوامل پر خاص توجہ دیتا ہے۔ سب سے اہم میں شامل ہیں:

• نمونے کی سطح کی غلط تیاری،
• انڈینٹر کی غلط جیومیٹری یا حالت،
• پیمائش کے نظام کی غلطیاں
• ٹیسٹنگ فورس کا غلط استعمال،
• آلے یا نمونے کی کمپن،
• پرنٹ کے طول و عرض کا تعین کرتے وقت آپریٹر کی غلطیاں،
• مائیکرو اسٹرکچر کی نسبت،
• نمونے کے کنارے یا ملحقہ پرنٹس سے بہت کم فاصلہ،
• آزمائشی علاقے کی موٹائی کے لیے طاقت کا نامناسب انتخاب۔

بہت چھوٹے پرنٹس کے ساتھ غلطی اتنی جلدی کیوں بڑھ جاتی ہے؟

سختی کی قدر کا تعین انڈینٹیشن کے طول و عرض کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ ایک بہت ہی چھوٹے حاشیے کے لیے، اس کی اخترن پیمائش میں ایک چھوٹی مطلق غلطی بھی ناپی گئی قدر کا ایک اہم حصہ بناتی ہے۔
مثال کے طور پر، چند مائیکرو میٹرز کی پڑھنے کی غلطی کسی بڑے انڈینٹیشن کے لیے غیر اہم ہو گی، لیکن یہ اس وقت بہت اہم ہو سکتی ہے جب پورا اخترن صرف چند درجن مائکرو میٹر ہو۔ یہ ایک وجہ ہے کہ مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹنگ کے لیے احتیاط سے تیار کردہ نمونوں اور پیمائش کے مناسب آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔

کیا HV اور HK کا براہ راست موازنہ کیا جا سکتا ہے؟

Vickers HV اور Knoop HK سختی کی اقدار کو خود بخود ایک جیسی یا براہ راست قابل تبادلہ نہیں سمجھا جانا چاہئے۔ یہ طریقے مختلف جیومیٹریوں کے انڈینٹرز کو استعمال کرتے ہیں، جو انڈینٹیشن کی شکل اور گہرائی میں مختلف ہوتے ہیں، اور جانچے جانے والے مواد کی خصوصیات کے بارے میں ان کا ردعمل۔

نتائج کا موازنہ کرتے وقت، استعمال شدہ طریقہ اور ٹیسٹ کی شرائط کو ہمیشہ بیان کیا جانا چاہیے۔

مائیکرو ہارڈنیس کا نتیجہ کیسے ریکارڈ کیا جائے؟

اکیلے سختی کا عددی ریکارڈ ہی کئے گئے ٹیسٹ کے بارے میں مکمل معلومات فراہم نہیں کرتا ہے۔ نتیجہ واضح طور پر استعمال شدہ طریقہ اور مناسب طریقہ کار کے ذریعہ مطلوبہ ٹیسٹ کی شرائط کی نشاندہی کرے۔
مائکرو ہارڈنیس کے معاملے میں یہ خاص طور پر اہم ہے، کیونکہ نتیجہ لاگو ہونے والی ٹیسٹ فورس پر منحصر ہوسکتا ہے۔ پیمائش کے حالات کے بارے میں معلومات کے بغیر دو HV یا HK قدروں کا موازنہ غلط نتائج کی طرف لے جا سکتا ہے۔

ASTM E384-22 اور ASTM E92

ASTM E384-22 کا ASTM E92 سے گہرا تعلق ہے، جو Vickers اور Knoop کی سختی کی جانچ کے لیے ایک معیار ہے۔ ASTM E384 کے موجودہ ایڈیشن میں، آلات کی براہ راست تصدیق اور انشانکن کے تقاضے اور سختی کے حوالہ بلاکس کے تقاضوں کو ASTM E92 کے ساتھ مربوط کر دیا گیا ہے۔
حدود کے درمیان فرق کرنا بھی ضروری ہے۔ ASTM E384-22 1 سے 1000 gf تک کی قوتوں پر بنائے گئے مائیکرو انڈینٹیشن کا احاطہ کرتا ہے۔ E384 معیار کے پرانے ایڈیشنز کا دائرہ خود بخود موجودہ 2022 ایڈیشن میں منتقل نہیں ہونا چاہیے۔

ASTM E384-22 - کلیدی معلومات

مواد کی جانچ میں ASTM E384-22 کی اہمیت

ASTM E384-22 روایتی میکرو ہارڈنیس طریقوں سے بہت چھوٹے پیمانے پر مادی خصوصیات کے مطالعہ کو قابل بناتا ہے۔ یہ مقامی املاک کی تبدیلیوں کے تجزیہ کی اجازت دیتا ہے جن کا اوسط سختی کے معیاری ٹیسٹ میں لیا جائے گا۔
دھات سازی، سٹیل کی جانچ، ویلڈڈ جوڑوں کے تجزیہ، حرارت اور تھرمو کیمیکل علاج پر قابو پانے، اور پتلی تہوں اور کوٹنگز کی جانچ کے دوران اس کی خاص اہمیت ہے۔
ایک ہی وقت میں، مائیکرو ہارڈنیس نمونے کی تیاری، قوت کے انتخاب، آلے کی حالت، اور انڈینٹیشن کی تشخیص کے طریقہ کار کے لیے خاص طور پر حساس پیمائش ہے۔ لہذا، ASTM E384-22 کے مطابق صحیح طریقے سے انجام پانے والے ٹیسٹ کے لیے نہ صرف مناسب سختی ٹیسٹر کی ضرورت ہوتی ہے بلکہ نمونے کی تیاری اور پیمائش کے پورے عمل پر کنٹرول بھی ضروری ہوتا ہے۔

PN, PN-EN, DIN, GOST, OST, ASTM, AFNOR, AISI اور دیگر کے مطابق سٹیل کے دیگر معیارات چیک کریں