Titaantorude kõvadus: tegelike rakenduste jaoks selgitatud HRB, HRC ja HV väärtused

Mida kõvadus tegelikult titaantorus mõõdetakse

Kõvadus on kohaliku plastilise deformatsiooni vastupidavuse võrdlev mõõt, mitte materjali põhiomadus. Titaantorus reageerib see kolmele mõjule, mis tuleb enne mis tahes numbri kasutamist eraldada: sulami- ja interstitsiaalne sisaldus, eriti hapnik ja lämmastik; vormimisel allesjäänud külmtöö hulk; ja testitud piirkonna seisukord, kas põhimetall, keevisõmblus või kuumusega mõjutatud tsoon. Kaks identse keemiaga 2. klassi katsutit võivad seetõttu kümnete Vickersi punktide võrra erineda lihtsalt seetõttu, et üks leevendas stressi ja teine ​​mitte.

Mõõtmisse siseneb ka seina paksus. Õhuke sein kaldub taande alla, nii et näit peegeldab alasi tuge ja toru geomeetriat sama palju kui metall ise. Seetõttu tuleb torude kõvaduse mõõtmisel märkida skaala, koormus ja kasutatud standard.

Tüüpilised kõvaduse vahemikud klassi ja seisukorra järgi

Tabelis on loetletud lõõmutatud ja külmtöödeldud titaantoru tavaliselt teatatud vahemikud. Kõvadus ei ole ASTM B338-s toru jaoks kindlaksmääratud aktsepteeritav omadus, seega kasutatakse neid arve protsessi juhtimiseks ja võrdlemiseks, mitte vastuvõtmiseks.

Kaalud, teisendus ja mitmetähenduslik ulatuse lõks

Väidet, et kõvadus on HR30 kuni HR40, ei saa kasutada spetsifikatsioonis ega tehnilises aruandes, sest HR üksi ei ole skaala. Titaantoru on tavaliselt teatatud Rockwell B-l (HRB) 1/16-tollise kuuli ja 100 kgf-ga, Rockwell C-l (HRC) teemantsisendiga ja 150 kgf raskemate tingimuste korral, pealiskaudsel 15N või 30N õhukese seina korral ning Vickersil (HV) mikrokeevitatud tsoonide ja mikrokõvadusega tsoonide puhul. Meetodinõuded pärinevad ASTM E18-st Rockwelli testimiseks ja ASTM E384-st Vickersi mikroindentatsiooni jaoks.

Kasutage HRB-d lõõmutatud torude jaoks kuni ligikaudu 100 HRB-ni ja pindmisi kaalusid õhukese seina jaoks, kuna standardset Rockwelli testi võivad mõjutada alasi ja seina läbipaine.

Kasutage HV 0,3 kuni HV 1 keevisõmbluse läbimiseks, kuna tsoonid on kitsad ja koormus peab olema piisavalt väike, et jääda huvipakkuvasse piirkonda.

Käsitle teisendatud väärtusi hinnangutena. Tõmbetugevuse ja tõmbetugevuse teisendamise tabelid on ligikaudsed ega asenda kunagi ASTM E8 tõmbekatset.

Salvestage alati koos väärtusega ka skaala, koormus ja standard, et tulemust saaks reprodutseerida mõni muu labor.

Külmtöö-, lõõmutamis- ja keevistsoonid

Moodustatud toru kõvadus on suures osas selle termomehaanilise ajaloo rekord. Külmtõmbamine või pilgering suurendab nihestuse tihedust ja kõvadust ligikaudu proportsionaalselt kogu vähenemisega; stressi leevendav lõõmutamine temperatuuril 540 kuni 650 C vähendab jääkpinget piiratud pehmenemisega; täielik lõõmutamine 650–750 C juures kristalliseerib struktuuri ja tagastab lõõmutatud baasjoone lähedase kõvaduse. Eeldatavast vahemikust suurem näit väidetavalt lõõmutatud torul viitab seega ühele kolmest põhjusest: ebapiisav lõõmutamine, liigne interstitsiaalne sisaldus sulatisest või töötlemisest või pinna saastumine hapniku või rauaga.

Keevisõmblused on keerulisemad. Liittsoon on valatud struktuur, mis võib olenevalt jahutuskiirusest ja gaasi kogunemisest olla pisut pehmem või kõvem kui põhimetall, samas kui HAZ näitab sageli suurimaid väärtusi, kuna see ühendab teisendatud struktuuri kõrgendatud vahereklaamidega. Kasulik uuring annab kolm numbrit keevisõmbluse kohta, üks iga tsooni kohta, mitte üks arv liitekoha kohta.

Kas kõvadus reguleerib kasutusiga?

Mitte omaette. Kõrgem kõvadus tähendab tavaliselt suuremat tugevust ja paremat vastupidavust mehaanilistele kahjustustele, kuid see tähendab ka madalamat plastilisust ja väiksemat vormimis- ja termilise tsükli taluvust. Soojusvahetites ja protsessiliinides olevate torude kasutusiga sõltub peamiselt korrosioonikindlusest, seina paksusest, puhtusest, keevisõmbluse kvaliteedist ja tugivahedest. Kõvadus on oluline, kui kulumine, erosioon või mehhaanilised kahjustused on juhtivaks rikkerežiimiks.

Seetõttu peaksid torude ostutellimused tuginema kohaldatavas standardis täpsustatud omadustele. ASTM B338 kontrollib tõmbetugevust, voolavuspiiri, pikenemist, lametamist ja vajaduse korral hüdrostaatilist või pöörisvoolu testimist. Kõvaduse võib lisada kokkulepitud protsessi kontrollimise kontrollina, kuid see ei tohiks neid teste asendada ega kasutada läbimise või ebaõnnestumise kriteeriumina ilma dokumenteeritud aluseta.

KKK

K: Kas titaantorud on kõvemad kui terastorud?
Mitte absoluutarvudes. Lõõmutatud titaan on pehmem kui karastatud teras ja võrreldav või pehmem kui paljud roostevabad terased. Selle eelised on tugevus kaaluühiku kohta ja korrosioonikindlus, mitte kõvadus.

K: Mida tähendab titaanil näit 30–40 HRC?
See on lõõmutatud toru puhul ebatavaline ja viitab valesti-esitatud skaalale, tugevalt külmtöödeldud või saastunud pinnale või sissetõmbumise ja toe probleemile. Mõõtmist tuleks korrata määratud skaala ja standardiga.

K: Kas kõvadus võib kinnitada, et toru on täielikult lõõmutatud?
Protsessi juhtimisena jah. Traavers, mis näitab ühtseid väärtusi kokkulepitud lähtejoone lähedal, näitab, et ümberkristallimine on lõppenud, kuid tõmbekatse ASTM E8 järgi jääb ametlikuks aktsepteerimisviisiks.

K: Miks on keevisõmblus mõnikord põhimetallist kõrgem?
Kuna HAZ ühendab teisenenud mikrostruktuuri hapniku ja lämmastiku kogumisega- ning jääkpinge ja kiire jahutamine lisavad kitsas üleminekuribas veelgi kõvenemist.

K: Kas poleerimine kõvestab toru pinda?
Mehaaniline poleerimine võib tekitada madala külmtöödeldud kihi, mis tõstab veidi pinnalähedase{0}}mikrokareduse. See ei muuda toru korpuse omadusi, kuid võib mõjutada Vickersi läbisõidu esimesi mikromeetreid.