硬度测试和铸造

使用非破坏性方法鉴定金属部件的关键步骤

硬度试验是一种用于检验质量的试验方法铸造厂测量…的性质铸造金属以及它们对不同应用的适用性。它的普及是由于无损性质的测试，以及它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。

铸造金属的性能因金属的成分、工艺条件和工艺条件的不同而不同热处理．重要的是要证明铸造金属产品适合于所需的最终应用。亚博账号审核不过四种主要的属性是重要的铸造金属用户:

• 强度
• 影响
• 硬度
• 耐蚀性

铸造厂有时会在产品铸件的旁边浇铸一个测试贴片。从测试板得到的质量测试结果也被认为是正确的。有些测试，如拉应力和冲击，会在此过程中破坏试件。然而，无损检测(NDT)不破坏金属样品以获得结果。无损检测的优点是可以对铸造金属产品本身进行测试，而不是对测试件进行测试。

硬度测试的好处:

• 能够在热处理操作和案例深度分析中验证零件的热处理情况
• 确定材料是否具有其预期用途所必需的性能的能力
• 无损检测的替代方案，有效地鉴定和释放材料或组件的目标应用
• 成本低，性能快

什么是硬度测试?

这个词,硬度，通常指抗变形。对于金属来说，它的性能是衡量其对永久或塑性变形的抵抗能力。测量金属和铸造金属的硬度有几种不同的试验方法。

布氏硬度试验

布氏硬度试验采用ASTM e10 -标准金属材料布氏硬度试验方法。的美国测试与测量学会(ASTM)是本标准的保管人。这是一个宏压痕测试，其中高负载是用来获得测量。铸造金属需要宏观硬度测试，由于过程晶粒结构和潜在的不均匀材料。

为了获得布氏硬度值(BHN)，将一个固定直径的硬质合金球以一定的压力、一定的时间压入金属中。在去除负载后，操作者测量留下的压痕直径，并使用以下公式将其转换为BHN:

\(布氏硬度={2观点πD (D-sqrt {D ^ 2 D ^ 2})} \)

P=施加的力(kgf)
D=压头直径(mm)
d=压痕直径(mm)

在美国，测试负载为钢和铁通常设置为最大3000kgf与一个10mm球。铝使用较低的测试负载500kgf，有时使用5mm较小的压头。典型的BHN范围为50-750金属。的工程工具箱布氏硬度表下面列举了一些BHN的例子:

材料
布氏硬度值

软铜

60

低碳钢

130

韧化钢凿

235

白口铸铁

415

氮化表面

750

金属表面布氏硬度测试的制备是非常重要的。凹凸不平的表面或其他不完美的地方会影响结果。建议在准备试验时研磨金属表面，以尽量减少结果的可变性。

布氏硬度测试的起源可以追溯到1900年。在测试的前几年，测试结果受到操作者视角的强烈影响。不同的操作员会得出不同的结果，导致测量的高变异性。然而，随着电子测量设备的引进，一致性水平有了显著的提高。

洛氏硬度试验

洛氏硬度试验采用ASTM e18 -金属材料洛氏硬度标准试验方法。罗克韦尔测试有两个阶段。该设备使用金刚石或球压头对样品施加初步测试力。这一阶段的目的是突破金属表面，减少表面光洁度对最终结果的影响。作业者在此点测量基线压痕深度。保持预紧力一段时间后，施加一个主要载荷。再一次，力被保持一段预先设定的时间，然后再降低到预紧力。时间一过，操作员就对压痕进行深度测量。洛氏硬度值是基于基线和最终深度测量值之间的差值。

试验轴的垂直度不能超过2度，这对洛氏试验的准确性至关重要。测试时附有洛氏硬度标度。

\(RHN={N-(h/ S)}\)

N=常数
年代=规模单位
h=压痕深度

里氏回弹硬度试验

利伯硬度试验采用ASTM a956标准的钢产品利伯硬度试验方法。亚博账号审核不过Leeb测试是测量物体从测试样本中反弹的一种方法。金属的硬度影响回弹能，较硬的材料产生较大的回弹，而较软的材料减弱回弹能。物体在撞击样本之前和之后的速度构成了回弹值的基础。Leeb测试设备包含一个线圈，用来测量用于反弹测试的磁球的感应电压。这种感应电压直接与球通过测试设备线圈的速度有关。里氏硬度值的计算公式如下:

\(LHN={反弹;速度超过冲击;速度}x1000\)

Leeb方法的优点包括在测试样品上留下的压痕比其他方法要小得多。它比布氏硬度计和洛氏硬度计更便于携带，使用更方便，速度更快。缺点是，当样品表面不均匀时，可能会产生不同的结果。样品的厚度和含碳量也会影响结果。

硬度值转换

ASTM E140-12be1给出了从一种硬度测试方法转换为另一种硬度测试方法的标准硬度转换表。值得注意的是，这些转换是近似的，取决于材料成分、组织和热处理等因素。虽然这些表是基于跨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。

硬度值和热处理

铸造金属经过热处理以控制其性能。热处理包括将材料的温度提高到预定的值。然后根据产品的期望特性以特定的速率冷却。加热循环的最终温度和冷却速度对金属的组织有直接的影响。

由于冷却速度较快而形成的细小珠光体和铁素体组织具有较大的硬度值。如果金属淬火，快速冷却会产生马氏体组织，这是硬度最大的组织。由于显微组织与硬度之间的直接关系，硬度测试是热处理是否成功的一个快速指标。

硬度值和铸造金属性能

表格显示了特定材料的抗拉强度与硬度之间的关系。这是一个有用的关联，因为测量拉应力是一个破坏性的过程，而硬度测试是无损的。然而，从硬度到抗拉强度的换算是有局限性的，这些表格只是近似值。

布氏硬度数与拉伸应力的关系:

\(TS(MPa)=begin{cases} 515 cdot HB(HB le 175)[2ex]490 cdot HB(HB>175)end{cases}\)

乙肝=材料布氏硬度(用标准压头和3000kgf载荷测量)

铸造产品及亚博账号审核不过分级

许多因素影响评分铸钢．产品的组成，化学和机械性能，以及热处理工艺都在每个铸件的认证中发挥作用，以符合ASTM标准。

ASTM为不同等级的金属产品设定标准规格。亚博账号审核不过了解这些等级和它们的性质是很重要的，以便选择正确的等级为每个应用程序。ASTM A27是一个涵盖碳钢一般用途铸件。

铸造厂硬度测试

硬度测试的发展使金属铸造厂更容易根据一个简单的测试来估计其产品的性能。亚博账号审核不过它是非破坏性的，这意味着它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，在产品离开生产线时给铸造厂快速的反馈。亚博账号审核不过硬度值与抗拉强度之间的关系是初步评定产品等级的有用指南。在向客户发布产品之前，铸造厂要完成一整套认证测试。亚博账号审核不过

硬度测试还可以帮助铸造厂检查其热处理过程。结果表明，材料的微观结构是否如预期的那样发生了变化。硬度测试是金属铸造厂质量控制和工艺调整的重要组成部分。