评价它,不要破坏它硬度测试和铸造

用非破坏性方法鉴定金属零件的关键步骤

硬度测试是用于 铸造厂 测量…的性质 铸造金属 以及它们对不同应用的适用性. 它的流行是由于测试的非破坏性, 以及它与其他机械性能的关系. 铸造厂根据硬度测试结果推断材料的拉应力.

硬度测试是对金属片进行的
硬度测试可以确定一种金属是否具有预定用途所需的性能.

铸造金属的性能根据金属的成分、工艺条件和 热处理. 重要的是要证明铸造金属bwin体育适合所需的最终应用. 主要有四类属性对 铸造金属 用户:

  • 强度
  • 影响
  • 硬度
  • 耐蚀性

铸造厂有时会在bwin体育铸造的同时铸造一个测试优惠券. 从测试券的质量测试结果假定是真实的铸件bwin体育. 有些试验,如拉应力和冲击,在此过程中会破坏试件. 然而,无损检测(NDT)不破坏金属样品来获得结果. 无损检测的优点是可以对铸造金属bwin体育本身进行检测, 而不是一个测试件.

硬度测试的好处:

  • 能够在热处理操作中验证零件的热处理过程,并能进行深入分析
  • 确定一种材料是否具有其预期用途所必需的性能的能力
  • 无损检测替代方案,有效地确认和释放材料或组件的目标应用
  • 成本低,性能快

什么是硬度测试?

这个词, 硬度,通常意味着对变形的抵抗. 对于金属来说,性能是衡量其抗永久或塑性变形能力的指标. 有几种不同的测试方法可以测量金属和铸造金属的硬度.

在金属设施中用硬度测试来检验钢材
工人进行硬度测试以检查金属的抗变形能力.

布氏硬度试验

布氏硬度试验采用ASTM e10 -金属材料布氏硬度标准试验方法. 的 美国测试与测量学会 (ASTM)是该标准的保管人. 它是一种宏观压痕测试,其中使用高负载来获得测量. 铸造金属需要宏观硬度测试,由于过程晶粒结构和潜在的不均匀材料.

获得布氏硬度值(BHN), 固定直径的碳化物球在固定的压力下在固定的时间内压入金属. 卸除负载, 操作员测量留下的压痕直径,并使用以下公式将其转换为BHN:

\(布氏硬度={2观点πD (D-sqrt {D ^ 2 D ^ 2})} \)

P =施加力(kgf)
D =压头直径(mm)
d =压痕直径(mm)

在美国,测试负载为 而且 通常设置在最大3000kgf与10mm球. 使用500kgf的较低测试负载,有时使用5mm的较小压头. 金属的典型BHN在50-750之间. 的 工程工具箱布氏硬度表 以下是BHN的几个例子:

材料
布氏硬度值

软铜

60

低碳钢

130

退火凿钢

235

白口铸铁

415

氮化表面

750

用于布氏硬度测试的金属表面的制备是非常重要的. 锯齿状表面或其他缺陷将影响结果. 建议在准备测试时研磨金属表面,以尽量减少结果的可变性.

布氏硬度测试的起源可以追溯到1900年. 在早年的考验中, 结果受到操作者视角的强烈影响. 不同的操作人员会得出不同的结果,导致测量的高度可变性. 然而, 随着电子测量设备的引进, 一致性的水平有了显著的提高.

洛氏硬度试验

洛氏硬度试验采用ASTM e18《bwin体育》. 罗克韦尔测试分为两个阶段. 该设备使用金刚石或球压头对样品施加初步测试力. 这一阶段的目的是突破金属表面,减少表面光洁度对最终结果的影响. 操作人员在此点测量基线压痕深度. 保持预负载一段时间后,然后施加主负载. 同样,力保持在预先设定的时间内,然后将其再次降低到预加载力. 一旦时间过去,操作人员就对压痕进行深度测量. 洛氏硬度值是根据基线深度测量值和最终深度测量值之间的差值计算的.

对于罗克韦尔试验的精度来说,试验轴的垂直度不超过两度是很重要的. 测试时附有洛氏硬度表.

\(RHN={N-(h/ S)}\)

N =常数
S 刻度单位
h =压痕深度

里氏回弹硬度试验

里氏硬度试验采用ASTM a956钢制品里氏硬度试验标准方法. Leeb测试是一种测量物体从测试样品中反弹的方法. 金属的硬度影响回弹能,越硬的材料产生更大的回弹, 而较软的材料则抑制了反弹的能量. 物体的速度, 在它击中样本之前和之后, 形成反弹值的基础. Leeb测试设备包含一个线圈, 用什么来测量用于回弹试验的磁球的感应电压. 这个感应电压与通过测试设备线圈的球的速度直接相关. Leeb硬度值的计算公式如下:

\(LHN={反弹;速度超过撞击;速度}x1000\)

Leeb方法的优点包括在测试样品上留下的压痕比其他方法要小得多. 它也是便携式的,更容易使用,比布氏和洛氏硬度计更快. 缺点是当样品表面不均匀时,它可能产生不稳定的结果. 样品的厚度和碳含量也可能影响结果.

硬度数转换

ASTM E140-12be1给出了金属从一种硬度测试方法转换到另一种硬度测试方法的标准硬度转换表. 值得注意的是,这些转换是近似的,取决于诸如材料组成等因素, 微观结构, 以及热处理. 尽管这些表是基于不同方法的大量测试, 换算结果只能被视为可比值的估计值.

硬度数和热处理

铸造金属经过热处理以改变其性能. 热处理包括将材料的温度提高到预定值. 然后根据bwin体育的特性以特定的速率冷却. 加热循环的最终温度和冷却速率对金属的微观结构有直接影响.

细小的珠光体和铁素体组织由于较快的冷却速率而具有较大的硬度值. 如果金属被淬火, 快速冷却产生马氏体微观组织, 哪一种硬度最大. 因为显微组织与硬度有直接关系, 硬度测试是判断热处理是否成功的快速指标.

硬度值和铸造金属性能

表显示了特定材料的抗拉强度与硬度之间的关系. 这是一个有用的相关性,因为测量拉应力是一个破坏性的过程, 而硬度测试是非破坏性的. 然而, 从硬度到抗拉强度的转换是有限制的,这些表只是近似值.

布氏硬度值与拉应力的关系:

\ (TS (MPa) ={病例}3开始.55 cdot HB(HB le 175)[2ex]3.38 cdot HB(HB>175 )end{cases}\) \(TS(psi)=begin{cases}515 cdot HB(HB le 175 )[2ex]490 cdot HB(HB>175 )end{cases}\)

HB =材料布氏硬度(用标准压头和3000kgf负载测量)

李氏硬度计显示在金属测试样品的旁边
里氏硬度计是便携式的, 易于使用, 与其他硬度计相比,在测试样品上留下最小的压痕.

铸造bwin体育及分级

影响评分的因素很多 铸钢. bwin体育组成, 化学和机械性能, 和热处理过程都在每个铸件bwin体育的认证与适用的ASTM标准起作用.

ASTM为不同等级的金属bwin体育制定标准规格. 重要的是要了解这些等级和他们的性质,以便 选择正确的等级 对于每个应用程序. ASTM A27是一个涵盖 碳钢 通用铸件.

铸造厂硬度测试

硬度测试的发展使金属铸造厂更容易根据一个简单的测试来估计其bwin体育的性能. 它是非破坏性的,这意味着它可以在成品上进行而不造成损坏. 这是一个快速的过程, 给铸造厂快速反馈的bwin体育,因为他们离开生产线. 硬度值与抗拉强度之间的相关性是初步评价bwin体育等级的有用依据. 铸造厂在向客户发布bwin体育之前完成全套认证测试.

硬度测试也有助于铸造厂检查他们的热处理工艺. 结果显示了材料的微观结构是否如预期的那样发生了变化. 硬度测试是金属铸造厂质量控制和工艺调整的重要组成部分.