1. Kokios yra pagrindinės kietumo skalės, naudojamos cinkuoto plieno ritiniams tikrinti? Kokie yra atitinkami jų taikomi diapazonai?
Rokvelo kietumo skalė B (HRB) yra dažniausiai naudojama cinkuoto plieno ritinių kietumui tikrinti, po to seka Vickerso kietumas (HV) ir Brinelio kietumas (HB). Rokvelo kietumo bandymas apima tam tikro skersmens grūdinto plieno rutulio presavimą į mėginio paviršių, veikiant nurodytai apkrovai. Kietumo vertė nustatoma išmatuojant įdubimo gylį; kuo didesnis gylis, tuo mažesnis kietumas. Šis metodas yra greitas ir nereikalauja matuoti įdubos įstrižainės, todėl jis plačiai naudojamas kokybės kontrolei gamyboje. Kadangi cinkuoto plieno lakštų pagrindinė medžiaga dažniausiai yra mažai -anglies ir mažai -legiruotas plienas, kurio storis paprastai svyruoja nuo 0,3 iki 5,0 mm, HRB skalė yra ypač tinkama. Jo bendra apkrova yra 100 kg, naudojant 1/16 colio skersmens plieninį rutulinį įpjovą. Kai pagrindinės medžiagos stiprumas yra didelis ir kietumas viršija HRB 100, galima naudoti HRC arba HRA skalę (naudojant deimantinį kūginį įdubimą), o įdubimo gylį reikia kontroliuoti, kad būtų išvengta įdubimo gedimo. „Vickers“ kietumas (HV) yra labai universalus ir tinka plonų plokščių skerspjūvių{15}}ar mikroskopinių plotų kietumui įvertinti. Tačiau jis yra lėtas ir reikalauja didelio mėginio paviršiaus lygumo, todėl dažniausiai naudojamas kokybės arbitražo patikrinimui. Inžinerinėje praktikoje Leeb kietumo tikrintuvai taip pat dažnai naudojami -neardomiesiems bandymams vietoje, o HRB ir HV yra geriausi. Tada bandymo rezultatai konvertuojami į tempiamojo stiprio vertes medžiagai nustatyti.
2. Kaip klasifikuojami cinkuotų ritinių kietumo laipsniai nuo minkščiausių iki kiečiausių pagal jų darbinio kietėjimo laipsnį?
A: Cinkuotų ritinių kietumo laipsniai skirstomi į penkis lygius nuo minkščiausio iki kiečiausio pagal pagrindinės medžiagos kietėjimo laipsnį po šaltojo valcavimo ir jos atkaitinimo būseną. Atkaitinta minkšta būsena (dažniausiai žymima S) atitinka maždaug HRB 85-110 kietumą. Pagrindinei medžiagai buvo atliktas visiškas rekristalizavimo atkaitinimas, todėl gaunama vienoda struktūra ir geras plastiškumas, tinkamas giluminiam tempimui. 1/8 kietas atitinka HRB 50-71, HV 95-130. Pagrindo medžiaga buvo šiek tiek grūdinta šalto valcavimo būdu, naudojama sekliam lenkimui ir bendram lenkimui . 1/4 kietumas atitinka HRB 65-80, HV 115-150. Jis turi tam tikrą stiprumą ir išlaiko gerą formuojamumą, tinka brėžti negilias cilindrines dalis ir konstrukcines atramas . 1/2 kietas atitinka HRB 74-89, HV 135-185. Stiprumas toliau gerinamas, naudojamas bendroms konstrukcinėms dalims ir komponentams, kuriems taikomi tam tikri laikantys reikalavimai. Visiškai standžios medžiagos atitinka HRB 85 ir aukštesnę bei HV 170 ir aukštesnę. Pagrindo medžiaga yra neatkaitinta arba tik nestipriai atkaitinta, išlaikant didelio stiprumo sukietėjimą po šaltojo valcavimo. Jie naudojami ten, kur reikalingas didelis tvirtumas ir nereikia sudėtingo formavimo, pavyzdžiui, stogo plokštėms ir gofruotoms čerpėms.
3. Kaip išreiškiamas cinkuotos ritės kietumo laipsnis naudojant didelio-stiprumo plieną ir konstrukcines medžiagas?
A. Mažo -legiruoto didelio{1}}stiprumo plieno ir dvipusio plieno cinkuotų ritinių kietumo vertės nebegalima tiesiogiai naudoti kaip klasės žymėjimo, tačiau stiprumo laipsnis gali būti netiesiogiai atspindėtas kietumo diapazone. Pavyzdžiui, pagal EN 10292 standartą karštai cinkuotas nusodinamas-sustiprintas plienas skirstomas į kelias rūšis pagal takumo ribą, pvz., HX260LAD, HX300LAD, HX340LAD, HX380LAD ir HX420LAD. Stiprumas pagerinamas pridedant mikro legiravimo elementų, tokių kaip Nb ir Ti, stiprinant kritulius ir rafinuojant grūdus. Tarp jų HX380LAD ir aukštesnės klasės gali pasiekti didesnį nei 550 MPa tempimo stiprumą, atitinkantį maždaug HRB 85–95 ir HV 170–210 kietumą. Pagal ASTM A653 standartą didelio -stiprumo žemo- legiruotojo plieno (HSLAS) klasė tiesiogiai nurodo mažiausią takumo ribą per rūšies žymėjimą. Plieno rūšys, kurios turi atitikti privalomus kietumo reikalavimus, standarte nurodytos atskirai, o kietumo bandymo sąlygos yra aiškiai nurodytos. Struktūrinės klasės cinkuoto plieno lakštams (S serija), tokiems kaip S220GD ir S350GD pagal Europos standartą EN 10147, pats standartas nenurodo kietumo vertės, tačiau faktinėje gamyboje kietumas naudojamas kaip proceso kontrolės indikatorius atkaitinimo būsenai ir proceso stabilumui nustatyti.
4. Koks yra kietumo ir stiprumo konversijos ryšys ir koks jo pritaikymas inžinerijoje?
A. Anglinio plieno ir mažai legiruoto plieno pagrindo, naudojamo cinkuotose ritėse, atveju yra gera linijinė teigiama koreliacija tarp Rokvelo kietumo (HRB) ir atsparumo tempimui. Pramoninėje praktikoje apytiksliai konversijai paprastai naudojama empirinė formulė: tempiamasis stipris (MPa) ≈ 3,2 × HRB + 150 (ši formulė taikoma mažai anglies turinčiam plienui, kurio HRB diapazonas yra 50–100). Kietumo bandymas yra paprastas ir greitas, jį galima nuolat atlikti juostelių gamybos linijose, o atliekant tempimo bandymą reikia pjaustyti standartinius pavyzdžius ir tai atima daug laiko. Todėl kietumo bandymas yra plačiai naudojamas proceso kokybės kontrolėje, siekiant greitai įvertinti dalių mechanines savybes. Inžinerijos aikštelėje operatoriai naudoja Leeb kietumo matuoklius arba nešiojamus Rockwell kietumo matuoklius, kad atliktų cinkuotų ritinių arba gatavų gaminių kietumo bandymus, konvertuotų HRB vertę į atsparumo tempimui vertę pagal lenteles, o tada nustato, ar medžiaga atitinka projektavimo reikalavimus pagal tokius standartus kaip GB/T 700 ir GB/T 1591. Tačiau šis palyginimas neturėtų būti taikomas tik panašaus plieno perskaičiavimo klasei. sąlygomis. Cinkuotoms ritėms su skirtingos sudėties sistemomis (pvz., IF plieno ir fosforo,{14}}kurių sudėtyje yra didelio stiprio plieno), tos pačios konversijos formulės negalima tiesiogiai pritaikyti medžiagoms.
5. Ar pats cinkavimo sluoksnis turi įtakos kietumo bandymo rezultatams? Kaip teisingai dirbti, kad būtų pasiektas tikrasis pagrindo kietumas?
A: Cinko dengimo sluoksnio įtaka pagrindo kietumo bandymo rezultatams paprastai yra nereikšminga. Cinko dengimo sluoksnio storis paprastai yra nuo 5 iki 30 mikrometrų (iš viso abiejose pusėse, maždaug nuo 2,5 iki 15 mikrometrų vienoje pusėje), o Rokvelo kietumo testo plieninio rutulio įdubimo metaliniame paviršiuje gylis paprastai siekia 0,1–0,5 milimetro. Įdubimo gylis gerokai viršija cinkuoto sluoksnio storį. Todėl išmatuotą kietumo vertę daugiausia lemia plieno pagrindas; cinko sluoksnis sudaro tik negilų paviršiaus sluoksnį, o jo indėlis į atsparumą įspaudimui yra nereikšmingas. „Baosteel“ savo gaminio techninėse specifikacijose taip pat aiškiai nurodo, kad paties cinkuoto sluoksnio įtaka kietumo vertei yra nereikšminga. Tačiau norint užtikrinti bandymo rezultatų tikslumą, vis tiek reikia atkreipti dėmesį į šiuos veikimo aspektus: Pirma, prieš atliekant bandymą, cinko{11}}sluoksnį ir aliejaus dėmes nuo bandymo taško paviršiaus galima švelniai pašalinti smulkiu švitriniu popieriumi, tačiau reikia vengti per daug šlifuoti, kad nebūtų pažeistas pagrindas; antra, reikia paimti bent 35 bandymo taškus pločio ir ilgio kryptimis, kad būtų išvengta vieno taško klaidų; galiausiai, kai yra akivaizdžių išilginių cinkuotų ritinių kietumo svyravimų, tai dažnai atspindi proceso problemas, tokias kaip netolygi atkaitinimo temperatūra prieš cinkavimą, o ne pačios dangos sukeltus nukrypimus, ir tai turėtų būti patvirtinta atliekant tempimo bandymus ir mikrostruktūros analizę. Norint gauti tiksliausią ir patikimiausią substrato kietumo vertę, naudojant storą -dengtą gaminį, kurio dangos storis yra ypač didelis (pvz., didesnis nei 80 mikrometrų), prieš atliekant kietumo testą rekomenduojama šiek tiek nušlifuoti bandinio bandinio paviršių iki pagrindo sluoksnio.