⑤硬度指標(biāo) 金屬材料抵抗硬的物體壓陷(xiàn)表麵的能力,稱為硬度。根據試驗方法和適用範圍(wéi)不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫(wēn)硬(yìng)度等。對於管材一般常用的(de)有布氏、洛氏、維氏硬(yìng)度三種(zhǒng)。 A、布氏硬度(HB) 用一定直徑的鋼球或硬質合金球,以規定的試驗力(F)壓(yā)入式樣表麵,經規定保持(chí)時間後卸除試驗力,測量試樣表麵的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓(yā)痕球形表麵積所(suǒ)得的商(shāng)。以HBS(鋼球)表示,單(dān)位為N/mm2(MPa)。 其計算公式為: 式中:F--壓入金屬試樣表麵(miàn)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(shì)硬度較準確可靠(kào),但(dàn)一般HBS隻適用(yòng)於450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對於較硬的鋼或較(jiào)薄的板材不適用。在(zài)鋼管標準(zhǔn)中,布氏硬度用途最廣,往往(wǎng)以壓痕(hén)直徑d來表示該材料的(de)硬度,既直觀,又方便。 舉例:120HBS10/1000130:表示用(yòng)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)。 B、洛氏硬度(HK) 洛氏硬度試(shì)驗(yàn)同布氏硬(yìng)度試驗一樣,都是壓痕試驗方法。不同的是,它(tā)是測量壓痕的深度。即,在初邕試驗力(Fo)及總試驗力(F)的先後作用下,將壓頭(金鋼廠圓錐體(tǐ)或鋼球)壓入試樣表麵(miàn),經規定保持(chí)時(shí)間後,卸除主(zhǔ)試驗力,用測量的(de)殘餘壓痕深度增量(e)計算硬度值。其值是個無名數,以符號(hào)HR表示,所用標尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個標(biāo)尺。其中常用於鋼材硬度試驗的(de)標尺一般為A、B、C,即HRA、HRB、HRC。 硬度值用下式計算: 當用A和C標尺試(shì)驗時,HR=100-e 當(dāng)用B標尺試驗時,HR=130-e 式中e--殘(cán)餘壓痕(hén)深度增量,其什(shí)係以規定單位0.002mm表示,即當壓頭軸(zhóu)向位移一(yī)個單位(wèi)(0.002mm)時,即相當於洛氏硬度變化一個數。e值愈大,金屬的硬度愈低,反之則硬度愈高(gāo)。 上述三個標尺適用範圍如下: HRA(金剛石圓錐壓頭)20-88 HRC(金剛石圓錐壓頭)20-70 HRB(直徑1.588mm鋼(gāng)球壓頭)20-100 洛氏硬度試驗是目前應用很廣的方法,其中HRC在鋼管標準中(zhōng)使用僅次於布氏硬度HB。洛(luò)氏硬度可適用於測定由極軟到極硬的金屬材料,它彌補了布氏法的不是(shì),較布氏法簡便,可(kě)直接(jiē)從硬(yìng)度機的表盤讀出硬度(dù)值。但是,由於其壓痕小,故硬度值不如布氏法準確。 C、維氏硬度(HV) 維氏硬度(dù)試驗也(yě)是一種壓痕試驗(yàn)方(fāng)法,是將一個相對麵夾角為1360的正(zhèng)四棱(léng)錐體金(jīn)剛石壓頭以(yǐ)選定的試驗力(F)壓(yā)入試驗表麵,經規定保持時間後卸除試驗力,測量壓痕兩(liǎng)對角線長度。 維氏硬度值是(shì)試驗力除以壓痕表(biǎo)麵積所(suǒ)得之(zhī)商,其(qí)計算公式為: 式(shì)中:HV--維氏硬(yìng)度符號,N/mm2(MPa); F--試驗力,N; d--壓痕兩對角線的算術平均值,mm。 維氏硬度采(cǎi)用的試驗力F為5(49.03)、10(98.07)、20(196.1)、30(294.2)、50(490.3)、100(980.7)Kgf(N)等六級,可測硬(yìng)度值範圍為5~1000HV。 表示方法舉例:640HV30/20表示用30Hgf(294.2N)試驗力保持20S(秒)測定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa)。 維氏硬度法可用於測定很薄的金屬材料和表麵層硬度(dù)。它具有布氏、洛氏法(fǎ)的(de)主(zhǔ)要優點,而克服了(le)它們(men)的基本缺(quē)點,但不如洛氏法簡便。維氏法在鋼(gāng)管(guǎn)標準中很少用。 ⑥衝(chōng)擊韌性指標 衝擊韌性是反映金屬才來哦對外來衝擊(jī)負荷的抵抗能力(lì),一般由衝擊韌性值(ak)和衝擊(jī)功(Ak)表示,其單位分別為J/cm2和J(焦耳)。 衝擊韌性或(huò)衝擊功試驗(簡稱"衝擊(jī)試驗"),因試驗溫度不同而分(fèn)為常溫(wēn)、低溫和高溫衝擊試驗三種;若按試樣缺口形(xíng)狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口衝擊試驗兩種。 衝擊試(shì)驗:用(yòng)一定尺寸和形(xíng)狀(10×10×55mm)的試樣(長度方向的(de)中間處有"U"型或"V"型缺口,缺(quē)口深度2mm)在規定試驗機上受衝擊負荷(hé)打擊下(xià)自缺口處折斷的實驗。 A、衝擊吸收功Akv(u)--具有一定尺寸和形狀的金(jīn)屬式樣,在衝擊負荷(hé)作用下折斷時所吸收的(de)功。單位為焦耳(J)或Kgf . m。 B、衝擊(jī)韌性(xìng)值akv(u)--衝擊吸(xī)收功除以試樣缺口處(chù)底部橫截麵積所(suǒ)得(dé)的商。單(dān)位為焦(jiāo)耳/厘米2(J/cm2)或公斤力 . 米/厘米2(Kgf . m/cm2)。計(jì)算公式為: 式中:Akv(u)--試樣折斷時所吸收的功,Kgf . m(J); S --試樣缺口處底部橫截麵麵積,cm2。 常溫衝擊試驗溫(wēn)度為20±50C;低溫衝擊試驗(yàn)溫度範(fàn)圍為(wéi)<15~-1920C;高溫衝擊試驗溫度(dù)範圍為35~10000C。 低溫衝擊試驗所(suǒ)用冷卻介質一般為無毒(dú)、安全、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇(酒精)、固態二氧化碳(幹冰)或(huò)液氮霧化氣(液氮)等。,