Metoder til at teste hårdheden af titan og titanlegeringer - Nyheder

Der er mange metoder til at teste hårdheden aftitanium materialer, og forskellige metoder er velegnede til forskellige materialetyper, hårdhedsintervaller og testscenarier. Det følgende er en oversigt over hver metode.

I. Standardlaboratoriemetoder, der bruger indrykning (foretrækkes til voldgift)

1. Vickers hårdhed HV (mest anbefalet i titanindustrien; foretrukket til svejsninger og mikrostruktur)

Standard: ASTM E384
Princip: En 136 graders firkantet pyramideindrykker bruges til at påføre en belastning; HV-værdien beregnes ud fra diagonalen af fordybningen.

- Macro Vickers (HV5, HV10): Hårdhed af smedematerialer, stænger og metalpladematricer;
- Micro Vickers (HV0.05–HV1): Hårdhed af svejsninger, varme-påvirkede zoner, nitrerede/anodiserede overfladelag, små prøver og metallografiske korn-/faseområder.
Fordele: Bredt belastningsområde, lille fordybning, lavt elasticitetsmodul af titanium, minimal fordybningsrebound og stabile aflæsninger; velegnet til næsten alle titanium materialer, inklusive Gr5, og rent titanium Gr2; bredt anerkendt i internationale handelsrapporter.
Ulemper: Prøver kræver polering; testning er langsom.

2. Rockwell Hardness HR (hurtig batchtest på produktionslinjer)

Standard: ASTM E18
Indrykningsdybdemetode, flere skalaer; almindeligvis brugt til titanium:

- HRB: Glødet rent titanium, bløde titanlegeringer (Gr1/Gr2);
- HRC: Alders-hærdet titanlegeringer (alders-hærdet Gr5, og andre høj-smedninger);
- Surface Rockwell HR15N/HR30N: Tynde plader, tynde-væggede titaniumrør og overflade-hærdede tynde lag.
Fordele: Hurtig test, enkel prøveforberedelse, lille fordybningsstørrelse; egnet til batchkvalitetsinspektion af indgående materialer; udbredt i fabrikkens accepttest af titaniumstænger og smedegods til eksport.
Ulemper: Ikke egnet til tynde sektioner, buede overflader eller svejsezoner; overfladeskala kan forårsage en 2-4 HRC fejl og skal slibes af.

3. Brinell Hårdhed HBW (støbt titanium, groft-kornede, store-tværsnit)

Standard: ASTM E10
Indrykning af hårdmetalkugle (almindelige stålkugler er forbudt, da titanium kan deformere stålkuglen og forårsage fejl); F/D² er indstillet til 30.
Anvendelse: Støbt titanlegering Gr5, store smedegods; producerer en stor fordybning, der afspejler regionens gennemsnitlige hårdhed og giver god repræsentativitet for prøver med ikke-ensartet mikrostruktur.
Ulemper: Stor fordybning; destruktiv test; kan ikke bruges på tynde plader eller præcisionsbearbejdede-bearbejdede dele.

4. Knoop Hardness HK (Ultra-tynd titaniumfolie, ekstremt tynde overfladelag)

Standard: ASTM E384
Diamantindrykker med en rombisk form, der giver en lang fordybning. Velegnet til ekstremt tynde titaniumstrimler, coatede overflader og lavvandede diffusionslag; fordybningen er meget lav, hvilket gør den mere velegnet til tynde lag end mikro-Vickers-testen; almindeligvis brugt til anodiseret titanium overflader.

Særlige forholdsregler for titaniumtestning

1. Titanium har et lavt elasticitetsmodul, og dets indrykningsrebound-effekt er større end stål; derfor skal skæl- og vendemærker fjernes fra prøvens overflade;
2. Til Brinell-testning skal der bruges en hårdmetalkugle til HBW; stålkugler til HBS kan ikke bruges på titanlegeringer;
3. Til tynde-væggede rør foretrækkes Vickers- eller overflade Rockwell-metoderne for at undgå penetration;

ASTM B381 Titanium forging rings Titanium hardness testing machine