⑤硬度指標 金屬材料抵抗硬的物體壓陷表麵的能力(lì),稱為硬度。根據試驗(yàn)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(yìng)度、顯微硬(yìng)度和高溫硬(yìng)度等。對於管材一般常用的有(yǒu)布氏、洛氏、維氏硬度三種。 A、布氏硬度(HB) 用一(yī)定直(zhí)徑的鋼球或硬質合(hé)金球,以(yǐ)規定的試驗力(F)壓入式樣表麵,經規定保持時間後卸(xiè)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痕球形表麵積所(suǒ)得的商。以HBS(鋼(gāng)球(qiú))表(biǎo)示,單位為N/mm2(MPa)。 其計算公式為: 式中:F--壓入(rù)金屬試樣表麵的試驗力,N; D--試驗(yàn)用鋼球直徑,mm; d--壓痕平均直徑,mm。 測定布氏硬度較(jiào)準確可(kě)靠(kào),但一般(bān)HBS隻適用(yòng)於450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對於較硬的鋼或較薄(báo)的板材不適用。在(zài)鋼管標準中(zhōng),布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料(liào)的硬度(dù),既直觀,又方便。 舉例:120HBS10/1000130: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)。 B、洛氏硬度(HK) 洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一(yī)樣,都是(shì)壓(yā)痕(hén)試驗方法。不同(tóng)的是,它是(shì)測(cè)量壓痕的深度(dù)。即(jí),在初邕(yōng)試驗力(Fo)及總(zǒng)試驗力(F)的先後作用下,將壓頭(金鋼廠圓錐(zhuī)體或鋼球)壓入試樣表麵,經規定保持時間後,卸除主試驗力,用測量的殘餘壓痕(hén)深度增量(e)計算硬度值(zhí)。其值是個(gè)無名數,以符號(hào)HR表示(shì),所用標尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等(děng)9個標尺(chǐ)。其中常用(yòng)於鋼材硬度試驗的標尺一般為A、B、C,即HRA、HRB、HRC。 硬度值用下式計算: 當用A和C標尺試驗時,HR=100-e 當用B標尺試驗時,HR=130-e 式中e--殘(cán)餘(yú)壓(yā)痕深度增量,其什係以規定單位(wèi)0.002mm表示,即當壓頭軸向位(wèi)移一個單位(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。 上述(shù)三個標尺適用範圍如下: HRA(金剛(gāng)石圓錐壓頭)20-88 HRC(金剛石圓錐(zhuī)壓頭)20-70 HRB(直徑1.588mm鋼球壓頭)20-100 洛氏(shì)硬度(dù)試驗是目前應用很廣的方法,其中HRC在鋼管標(biāo)準中(zhōng)使用僅次於布氏(shì)硬度HB。洛氏硬度可適(shì)用於測定由極軟到極硬的金屬材(cái)料,它彌(mí)補了(le)布氏法的不是,較布氏法簡便,可直接從(cóng)硬度機的表盤讀出硬度值。但是,由(yóu)於其壓痕小,故硬度值(zhí)不如布氏法準確。 C、維(wéi)氏硬度(HV) 維氏硬(yìng)度(dù)試驗也是一種壓痕試驗方法,是將一個相對麵夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗力(F)壓入試驗表麵,經規定保持時間後卸除試驗力,測量壓痕兩對(duì)角(jiǎo)線長度。 維氏硬度值是試驗力除以壓痕表麵(miàn)積所得之商,其計算公式為: 式中:HV--維氏硬度符號,N/mm2(MPa); F--試驗力,N; d--壓痕兩對角線的(de)算術平均值,mm。 維氏(shì)硬度采用的試驗力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,可測硬度值範圍為5~1000HV。 表(biǎo)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(miàn)層硬(yìng)度。它具有布氏、洛氏法的主要優點,而克服了它們的基(jī)本缺點,但不如洛氏法簡便。維氏法在鋼管標準中很少用。 ⑥衝擊韌性指標 衝擊韌性是反映金屬才來哦(ò)對外(wài)來衝擊負荷的(de)抵抗能力,一般由衝擊(jī)韌性值(ak)和衝(chōng)擊功(Ak)表(biǎo)示,其單位分別為J/cm2和J(焦耳)。 衝擊韌性或衝擊功試驗(簡稱(chēng)"衝擊試驗"),因試驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫衝擊(jī)試驗三種;若按(àn)試(shì)樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口衝擊試驗兩種。 衝擊試驗:用(yòng)一定尺寸和形(xíng)狀(10×10×55mm)的試樣(長度方向的中間處有(yǒu)"U"型或"V"型缺口,缺口深度2mm)在規定試驗機上(shàng)受衝擊負荷打擊下自缺(quē)口處折斷(duàn)的(de)實驗。 A、衝擊(jī)吸收功(gōng)Akv(u)--具有一定尺寸和形狀的金屬式樣,在衝擊負荷作用下折斷時所(suǒ)吸收的功。單位為焦耳(J)或Kgf . m。 B、衝擊韌性值akv(u)--衝擊吸收功除以試樣缺口處底部(bù)橫截麵積所得的商。單位為焦耳/厘米2(J/cm2)或公斤力 . 米(mǐ)/厘米2(Kgf . m/cm2)。計算公(gōng)式為: 式中(zhōng):Akv(u)--試樣折斷時所吸收的功,Kgf . m(J); S --試樣缺口(kǒu)處底部橫截麵麵積,cm2。 常溫(wēn)衝擊(jī)試(shì)驗溫度為20±50C;低溫(wēn)衝擊試驗溫度範圍為<15~-1920C;高溫衝擊試驗溫度範圍為35~10000C。 低(dī)溫衝擊(jī)試驗所用冷卻介質一般為無毒、安全、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固的液體或氣體(tǐ)。如無水乙醇(酒精)、固(gù)態二氧化碳(幹冰)或液氮霧化氣(液氮)等。,