⑤硬(yìng)度指(zhǐ)標 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(shì)驗(yàn)方法和適用範(fàn)圍不(bú)同,硬度又可分為布氏硬(yìng)度、洛氏硬度、維氏硬(yìng)度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對於管材一般(bān)常用(yòng)的(de)有布氏、洛氏、維氏硬度三種(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)壓入式樣表麵,經規定保持時間後卸除試驗力,測量試樣表麵的壓痕直徑(L)。布氏硬(yìng)度值是以試驗力除以壓痕球形表麵積(jī)所得的商。以(yǐ)HBS(鋼球)表示,單位(wèi)為N/mm2(MPa)。 其計算公式為: 式中:F--壓入金屬試樣表麵的試驗力,N; D--試驗用鋼球直(zhí)徑(jìng),mm; d--壓痕平均直徑,mm。 測定布(bù)氏硬(yìng)度較準(zhǔn)確可靠,但一般HBS隻適(shì)用於450N/mm2(MPa)以下的(de)金屬材料,對於較硬的鋼或(huò)較薄的板材不適用。在鋼管標準中,布氏硬(yìng)度用途最廣,往(wǎng)往以壓痕直(zhí)徑d來(lái)表示該材料(liào)的硬(yìng)度,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(yìng)度(dù)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樣,都是壓痕試驗方法。不同的是,它是測量(liàng)壓痕的深度。即(jí),在初邕試驗力(Fo)及(jí)總試驗力(lì)(F)的先後作用下,將壓頭(金鋼廠圓錐體或鋼球)壓入試樣表麵,經規(guī)定保持時間後,卸除主試驗力,用測量的殘餘壓痕深度增量(e)計算(suàn)硬(yìng)度值(zhí)。其值(zhí)是個無名數,以符號HR表示,所用標尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個標尺。其中常用於鋼材硬(yìng)度試驗的(de)標(biāo)尺(chǐ)一般為A、B、C,即HRA、HRB、HRC。 硬度值用下式計算: 當用(yòng)A和C標尺試驗時(shí),HR=100-e 當用B標尺試驗時,HR=130-e 式中e--殘餘壓痕深度增量,其什係以規定單位0.002mm表示,即當壓頭軸向位移一個單位(0.002mm)時,即相當於(yú)洛氏(shì)硬度變化一個數。e值愈大,金屬的硬(yìng)度(dù)愈低,反之則硬度愈高(gāo)。 上述三個標尺適用範(fàn)圍如下: HRA(金(jīn)剛石圓錐壓頭)20-88 HRC(金剛石(shí)圓錐壓頭(tóu))20-70 HRB(直徑1.588mm鋼球(qiú)壓頭)20-100 洛氏硬度試驗是(shì)目(mù)前應用很廣的方法,其中HRC在鋼管(guǎn)標準中使用僅次於布氏硬度HB。洛氏硬度可適用於測定由極軟到極硬的金屬(shǔ)材料,它彌補了布(bù)氏(shì)法的不是,較布氏法簡便,可(kě)直接從硬(yìng)度機的表(biǎo)盤讀出硬度值。但是,由於其壓痕(hén)小,故(gù)硬度值不如布氏法(fǎ)準確。 C、維氏硬度(HV) 維氏硬度試驗也是一種壓痕試驗方法,是將一個相對(duì)麵夾(jiá)角為1360的(de)正四棱錐體(tǐ)金剛石壓(yā)頭以選定的試驗力(F)壓入試驗表麵,經(jīng)規定保持時間後卸除試驗力,測量壓痕兩(liǎng)對角線長度。 維氏硬度值是試驗力除以壓痕表麵積所得之商,其計算公式為: 式中:HV--維(wéi)氏硬度符(fú)號,N/mm2(MPa); F--試驗力,N; d--壓痕(hén)兩對角線的算術平均值,mm。 維氏硬度采(cǎi)用的試驗力F為(wéi)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(fàn)圍為5~1000HV。 表示(shì)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(zhí)為640N/mm2(MPa)。 維氏硬度法可(kě)用於測定很薄的金屬(shǔ)材料和表麵層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優點,而克服了它們的基本缺點,但不如洛氏法(fǎ)簡便(biàn)。維氏法在鋼管標準中很少用。 ⑥衝擊韌(rèn)性指標 衝(chōng)擊韌性是反(fǎn)映金屬才來哦對外來衝擊負荷的抵抗能力,一般由衝擊韌性值(ak)和衝擊功(Ak)表示,其單(dān)位分別為J/cm2和J(焦耳)。 衝擊韌性或衝(chōng)擊功試驗(簡稱"衝擊試驗"),因(yīn)試(shì)驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫衝擊試驗(yàn)三種(zhǒng);若按(àn)試樣缺口形狀又可分為"V"形缺(quē)口和"U"形缺口衝擊試驗兩種。 衝擊試驗:用一定尺寸和形狀(10×10×55mm)的試樣(長度方向的中(zhōng)間處有"U"型或"V"型缺口,缺口深度2mm)在規定(dìng)試驗機上受衝擊負(fù)荷(hé)打擊下自缺口處折斷的實驗。 A、衝擊吸收功Akv(u)--具有一(yī)定尺寸和形狀的金屬式樣,在衝擊負荷作用下折斷時(shí)所(suǒ)吸收的(de)功。單(dān)位為焦耳(ěr)(J)或Kgf . m。 B、衝擊韌性值akv(u)--衝擊吸收功除以試樣(yàng)缺口處底部橫截麵積所得的商(shāng)。單位為焦(jiāo)耳/厘米2(J/cm2)或公斤力 . 米/厘米2(Kgf . m/cm2)。計算公式為: 式中:Akv(u)--試樣折(shé)斷(duàn)時所吸收的功,Kgf . m(J); S --試樣缺(quē)口處底(dǐ)部橫截麵麵積,cm2。 常溫衝擊試驗溫度為20±50C;低溫衝擊試驗溫度範圍為<15~-1920C;高(gāo)溫衝擊試驗溫度範圍為35~10000C。 低溫衝擊試驗所用冷卻介質一般(bān)為無毒、安全、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固(gù)的液體或氣體。如無水乙醇(酒精)、固態二氧化(huà)碳(幹冰(bīng))或液氮霧化氣(液(yè)氮)等。,