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            鋼管硬度

            發布時間:2019-12-30來源:精密鋼管作者:精密鋼管點擊:

            鋼管兩種都是測試硬度的標準,區別在于測量方法不同。

            布氏硬度

            用一定直徑的鋼球或硬質合金球,以規定的試驗力(F)壓入式樣表面,經規定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)。

            其計算公式為:F/π(d/2)2

            式中:F--壓入金屬試樣表面的試驗力,N;

            D--試驗用鋼球直徑,mm;

            d--壓痕平均直徑,mm。

            測定布氏硬度較準確可靠,但一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,既直觀,又方便。 布氏硬度試驗還可用于有色金屬和軟鋼,采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢測,由于壓痕較大,一般不用于成品檢測。

            舉例:120HBS10/1000/30:表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf(9.807KN)試驗力作用下,保持30s(秒)測得的布氏硬度值為120N/ mm2(MPa)。

            以一定的載荷(一般3000kg)把一定大?。ㄖ睆揭话銥?0mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。

            洛氏硬度

            洛氏硬度試驗采用三種試驗力,三種壓頭,它們共有9種組合,對應于洛氏硬度的9個標尺。這9個標尺的應用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。最常用標尺是HRC、HRB和HRF,其中HRC標尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調質鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業應用最多的硬度試驗方法。HRB標尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標尺盡管也可用于大多數黑色金屬,但是實際應用上一般只限于測試硬質合金和薄硬鋼帶材料。

            表面洛氏硬度試驗采用三種試驗力,兩種壓頭,它們有6種組合,對應于表面洛氏硬度的6個標尺。表面洛氏硬度試驗是對洛氏硬度試驗的一種補充,在采用洛氏硬度試驗時,當遇到材料較薄,試樣較小,表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時,就應改用表面洛氏硬度試驗。這時采用與洛氏硬度試驗相同的壓頭,采用只有洛氏硬度試驗幾分之一大小的試驗力,就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗結果。表面洛氏硬度的N標尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料;T標尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。

            HRC標尺的使用范圍是20~70HRC,當硬度值小于20HRC時,因為壓頭的圓錐部分壓入太多,靈敏度下降,這時應改用HRB標尺。盡管HRC標尺被規定的上限值為70HRC,但是當試樣硬度大于67HRC時,壓頭尖端承受的壓力過大,金剛石容易損壞,壓頭壽命會大大縮短,因此一般應改用HRA標尺。

            HRA標尺的使用范圍是20-88HRA,由美國標準ASTM E140可以獲得以下換算關系:

            27HRA≈30HRB

            60HRA≈100HRB≈20HRC

            85.6HRA≈68HRC

            可見,HRA標尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼(HRB)、硬鋼(HRC)到硬質合金的硬度范圍。然而,事實上HRA標尺很少用于測試軟鋼,主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質合金。在硬質合金方面,由于技術進步,有些材料硬度已達到93-94HRA,這已超出標準規定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。 HRA標尺有一個特殊用途。在使用洛氏硬度計測試鋼試樣時,如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼,可先用HRA標尺試測一下,當硬度值小于60HRA時可改用HRB標尺,當硬度值大于60HRA時可改用HRC標尺。

            HRB標尺的使用范圍是20~100HRB,當硬度值低于20HRB時,由于鋼球的壓入深度過大,金屬蠕變加劇,試樣在試驗力作用下的變形時間延長,測試值準確度降低,此時應改用HRF標尺。當硬度值大于100HRB時,因為鋼球壓入深度過淺,靈敏度降低,精度下降,此時應改用HRC標尺。在使用HRB標尺測試鋼試樣時,一個特別值得注意的地方是:當預先不知道試樣是軟鋼還是硬鋼時,決不可使用HRB標尺做測試,因為用鋼球壓頭誤測了淬火鋼,鋼球就可能會變形,鋼球壓頭就會損壞,這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時應先用金剛石壓頭,用HRA標尺測試一下,再決定是用HRB還是用HRC。

            HRF標尺的使用范圍是60~100HRF。HRF標尺是國外使用較多的一個標尺,它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在我國,也存在標準硬度塊短缺的問題,它的應用也受到了限制。

            HRG標尺適用于HRB值接近100的材料,對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標尺的高端和HRC標尺低端的材料,如果改用HRG標尺,就可以大大改善測試的靈敏度,提高測試精度。一般生產時外檢部門都會測試每批鋼管的硬度和材質。



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