评分它,不要打破它 - 智力测试和铸造厂

使用非破坏性方法的合格金属零件的关键步骤

硬度测试是使用的质量测试铸造厂测量铸造金属以及它们对不同应用的适用性。它的受欢迎程度是由于测试的无损性及其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伸应力。

硬度测试是在金属件上进行的
硬度测试可以确定金属是否具有其预期用途的必要特性。

铸造金属的性能根据金属的组成,过程条件和热处理。重要的是要证明铸造金属产品适合所需的最终应用。亚博账号审核不过四个主要类别的财产对于铸造金属用户:

  • 力量
  • 影响
  • 硬度
  • 耐腐蚀性能

铸造厂有时会与产品铸造一起铸造优惠券。测试优惠券的质量测试结果也被认为对铸件也是如此。一些测试(例如拉伸压力和影响)在此过程中删除了测试件。但是,非破坏性测试(NDT)不会破坏金属样品以获得结果。NDT的优点是可以在铸造金属产品本身上进行测试,而不是测试件。

硬度测试的好处:

  • 能够验证热处理操作和案例深度分析中零件的热处理
  • 能够确定材料是否具有预期用途的必要特性
  • 无损测试替代方案,用于有效合格和释放目标应用的材料或组件
  • 低成本和快速性能

什么是硬度测试?

期限,硬度,通常意味着对变形的抗性。对于金属,该性质是对永久性或塑性变形的抗性的量度。存在几种不同的测试,用于测量金属和铸造金属的硬度。

使用金属设施的硬度测试对钢进行检查
工人进行硬度测试以检查金属对变形的阻力。

Brinell硬度测试

Brinell硬度测试使用ASTM E10方法 - 金属材料的Brinell硬度的标准测试方法。这美国测试学会(ASTM)是该标准的保管人。这是一个宏观压痕测试,其中使用高负载来获得测量。由于晶粒结构和不均匀材料的潜力,铸造金属需要大量硬度测试。

为了获得Brinell硬度数(BHN),在设定的时间内将固定直径的碳化物球压入金属。去除负载后,操作员测量留下的压痕的直径,并使用以下公式将其转换为BHN:

\(bhn = {2poverπd(d-sqrt {d^2-d^2})} \)} \)

p=施加力(kgf)
d=凹痕(mm)的直径
d=压痕直径(mm)

在美国,测试负载通常以10mm的球设置为最多3000 kgf。使用较低的测试负荷为500 kgf,有时还使用5mm的较小凹痕。典型的BHN范围从金属的50–750不等。这工程工具箱Brinell硬度表下面列出了BHN的一些例子:

材料
Brinell硬度编号

软黄铜

60

软钢

130

退火凿钢

235

白铸铁

415

硝化表面

750

制备用于Brinell硬度测试的金属表面非常重要。锯齿状的表面或其他缺陷将影响结果。建议磨削金属表面,以准备测试以最大程度地减少结果的可变性。

Brinell硬度测试的起源可以追溯到1900年。在测试的早期,结果受到操作员的视角的强烈影响。不同的操作员会提出不同的结果,从而导致测量差异很高。但是,随着电子测量设备的引入,一致性的水平显着提高。

罗克韦尔硬度测试

Rockwell硬度测试使用ASTM E18方法 - 金属材料的洛克韦尔硬度的标准测试方法。Rockwell测试有两个阶段。该设备使用钻石或球凹痕将初步测试力施加到样品上。此阶段的目的是突破金属的表面,并降低表面饰面对最终结果的影响。在这一点上,操作员测量了基线压痕深度。固定预紧时间后,然后施加重大负载。同样,将部队持有预设的时间,然后再次将其减少到预紧力。一旦时间过去了,操作员就会对压痕进行深度测量。Rockwell硬度数基于基线和最终深度测量之间的差异。

对于Rockwell测试的准确性,测试轴的准确性很重要。岩石硬度量表伴随着测试。

\(rhn = {n-(h/ s)} \)

n=常数
s=比例单元
H=压痕深度

Leeb反弹硬度测试

LEEB测试使用ASTM A956-标准测试方法用于钢铁产品的Leeb硬度测试。亚博账号审核不过LEEB测试是测试样品中对象的反弹的度量。金属的硬度会影响反弹能量 - harder材料会产生更大的反弹,而柔软的材料会抑制反弹能量。对象的速度在撞击样品之前和之后,构成了回弹值的基础。Leeb测试设备包含一个线圈,该线圈测量用于回弹测试的磁球的诱导电压。该诱导的电压与球穿过测试设备线圈的速度直接相关。LEEB硬度值是使用以下公式计算的:

\(lhn = {rebound;效果的速度;速度} x1000 \)

LEEB方法的优点包括以下事实:测试样本上留下的压痕比其他方法要小得多。它也是便携式,更易于使用,并且比Brinell和Rockwell硬度测试人员更快。一个缺点是,在样品表面不均匀的情况下,它可能会产生可变结果。样品的厚度和碳含量也可能影响结果。

硬度编号转换

ASTM E140-12BE1给出了标准硬度转换表,以使金属从一种硬度测试方法转换为另一种硬度测试方法。重要的是要注意,这些转化是近似的,并取决于诸如材料组成,微观结构和热处理等因素。尽管表是基于不同方法的大量测试,但转换结果只能被视为可比较值的估计值。

硬度数量和热处理

铸造金属进行热处理以操纵其特性。热处理涉及将材料的温度提高到预定值。然后根据产品的所需性能以特定的速率冷却。加热周期的最终温度和冷却速率对金属的微观结构有直接影响。

由更快的冷却速率引起的精细珠光体和铁氧体微观结构具有更大的硬度值。如果金属被淬灭,快速冷却会导致马氏体微观结构,这是最大的硬度。由于微结构与硬度之间的直接关系,硬度测试是热处理是否成功的快速指标。

硬度数和铸造金属特性

表显示了拉伸强度如何与特定材料的硬度相关联。这是一个有用的相关性,因为测量拉伸应力是破坏性过程,而硬度测试是无损的。但是,从硬度到拉伸强度的转换存在局限性,这些表仅是近似值。

Brinell硬度数和拉伸压力之间的关系:

\(ts(mpa)= begin {case} 3.55 cdot hb(hb le 175)[2EX] 3.38 cdot hb(hb> 175)结束{case} \)\(ts(psi)= begin {case} 515 CDOT HB(HB LE 175)[2EX] 490 CDOT HB(HB> 175)END {Case} \)

HB=材料的Brinell硬度(用标准缩进器和3000kgf负载测量)

Leeb硬度测试仪在金属测试样品旁边显示
Leeb硬度测试仪与其他硬度测试仪相比,在测试样品上易于使用,易于使用,并且在测试样品上留下最小的凹痕。

铸造产品和亚博账号审核不过分级

许多因素会影响分级铸钢。产品的组成,化学和机械性能以及热处理过程均在适用的ASTM标准的每种铸造产品的认证中起作用。

ASTM设置了不同等级金属产品的标准规格。亚博账号审核不过重要的是要了解这些等级及其特性选择正确的等级对于每个应用程序。ASTM A27是涵盖的标准碳素钢一般应用的铸件。

铸造厂硬度测试

硬度测试的开发使金属铸造厂更容易根据一个简单的测试估算其产品的性质。亚博账号审核不过它是无损的,这意味着可以在成品上进行而不会造成损坏。亚博账号审核不过这是一个快速的过程,使铸造厂在离开生产线时就产品的快速反馈。亚博账号审核不过硬度数与拉伸强度之间的相关性是对产品等级进行初步评估的有用指南。在向客户发布产品之前,铸造厂完成了一套完整的认证测试。亚博账号审核不过

硬度测试还有助于铸造检查其热处理过程。结果表明,材料的微观结构是否如预期发生了变化。硬度测试是金属铸造厂质量控制和过程调整的关键组成部分。

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