چگونه درجه سختی کویل های گالوانیزه را تشخیص دهیم؟

1. مقیاس های سختی اصلی مورد استفاده برای آزمایش کویل های فولادی گالوانیزه چیست؟ محدوده قابل اجرا مربوطه آنها چیست؟

مقیاس سختی راکول B (HRB) معمولاً برای آزمایش سختی کویل های فولادی گالوانیزه استفاده می شود و پس از آن سختی ویکرز (HV) و سختی برینل (HB) قرار می گیرند. تست سختی راکول شامل فشار دادن یک توپ فولادی سخت شده با قطر معین به سطح نمونه تحت یک بار مشخص است. مقدار سختی با اندازه گیری عمق فرورفتگی تعیین می شود. هر چه عمق بیشتر باشد، سختی کمتر است. این روش سریع است و نیازی به اندازه گیری مورب تورفتگی ندارد و به طور گسترده ای برای کنترل کیفیت در تولید استفاده می شود. از آنجایی که مواد پایه ورق های فولادی گالوانیزه عمدتاً فولاد کم کربن و فولاد کم آلیاژ-، با ضخامت معمولاً بین 0.3 تا 5.0 میلی متر است، مقیاس HRB به ویژه مناسب است. مجموع بار آن 100 کیلوگرم با استفاده از یک فرورفتگی توپ فولادی به قطر 1/16 اینچ است. هنگامی که استحکام مواد پایه بالا است و سختی آن از HRB 100 فراتر می رود، می توان از مقیاس HRC یا HRA (با استفاده از یک فرورفتگی مخروطی الماسی) استفاده کرد و برای جلوگیری از خرابی فرورفتگی باید عمق فرورفتگی را کنترل کرد. سختی ویکرز (HV) بسیار تطبیق پذیر است و برای ارزیابی سختی مقاطع{15}صفحه نازک یا نواحی میکروسکوپی مناسب است. با این حال، آزمایش کند است و نیاز به صافی سطح بالایی از نمونه دارد، بنابراین بیشتر برای بازرسی داوری کیفیت استفاده می شود. در عمل مهندسی، سختی سنج‌های لیب معمولاً برای آزمایش‌های غیرمخرب{18}در سایت استفاده می‌شوند که HRB و HV بهترین‌ها هستند. سپس نتایج آزمایش برای تعیین مواد به مقادیر مقاومت کششی تبدیل می شود.

2. درجه سختی کویل های گالوانیزه با توجه به درجه سختی کاری آنها از نرم ترین به سخت ترین چگونه طبقه بندی می شوند؟

پاسخ: درجه سختی کویل های گالوانیزه با توجه به درجه سختی کاری مواد پایه پس از نورد سرد و حالت بازپخت آن به پنج سطح از نرم ترین تا سخت ترین طبقه بندی می شود. حالت نرم آنیل شده (معمولاً S مشخص می شود) با سختی تقریباً HRB 85{14}}110 مطابقت دارد. مواد پایه تحت بازپخت کامل تبلور مجدد قرار گرفته است که منجر به ساختار یکنواخت و پلاستیسیته خوب می شود، مناسب برای کشیدن عمیق. 1/8 سخت با HRB 50-71، HV 95-130 مطابقت دارد. ماده پایه تحت سخت کاری نورد سرد کمی قرار گرفته است که برای خمش کم عمق و قطعات خمشی عمومی استفاده می شود. 1/4 سخت با HRB 65-80, HV 115-150 مطابقت دارد. دارای استحکام خاصی است و شکل پذیری خوبی دارد، مناسب برای کشیدن قطعات استوانه ای کم عمق و تکیه گاه های ساختاری است. استحکام بیشتر بهبود می یابد و برای قطعات و اجزای ساختاری کلی با الزامات باربری خاص استفاده می شود. مواد کاملاً سفت و سخت مطابق با HRB 85 و بالاتر و HV 170 و بالاتر است. ماده پایه بازپخت نشده یا فقط به آرامی آنیل می شود و پس از نورد سرد حالت سخت شده با استحکام بالا را حفظ می کند. از آنها در کاربردهایی استفاده می شود که در آن به استحکام بالا نیاز است و شکل دهی پیچیده لازم نیست، مانند پانل های سقف و کاشی های راه راه.

3. درجه سختی سیم پیچ گالوانیزه در فولاد با{1} استحکام بالا و مصالح ساختاری چگونه بیان می شود؟

پاسخ: برای کویل‌های فولادی با استحکام پایین-آلیاژی بالا- و گالوانیزه فولاد دوبلکس، مقدار سختی دیگر نمی‌تواند مستقیماً به‌عنوان تعیین درجه استفاده شود، اما درجه استحکام می‌تواند به طور غیرمستقیم در محدوده سختی منعکس شود. برای مثال، طبق استاندارد EN 10292، فولاد تقویت‌شده-گالوانیزه گرم-به چند درجه بر اساس استحکام تسلیم، مانند HX260LAD، HX300LAD، HX340LAD، HX380LAD، و HX420LAD تقسیم می‌شود. استحکام با افزودن عناصر میکروآلیاژی مانند Nb و Ti از طریق تقویت بارش و پالایش دانه بهبود می یابد. در میان آنها، HX380LAD و گریدهای بالاتر می توانند به استحکام کششی بیش از 550 مگاپاسکال برسند که مربوط به سختی تقریباً HRB 85~95 و HV 170~210 است. در استاندارد ASTM A653، عیار فولاد آلیاژی-با استحکام کم{21} (HSLAS) مستقیماً حداقل استحکام تسلیم را از طریق تعیین درجه نشان می‌دهد. نمرات فولادی که نیاز به رعایت الزامات سختی اجباری دارند به طور جداگانه در استاندارد ذکر شده است و شرایط تست سختی به وضوح مشخص شده است. برای ورق‌های فولادی گالوانیزه گرید ساختاری (سری S) مانند S220GD و S350GD در استاندارد اروپایی EN 10147، خود استاندارد مقدار سختی را تعیین نمی‌کند، اما در تولید واقعی، سختی به‌عنوان نشانگر کنترل فرآیند برای حالت بازپخت و پایداری فرآیند استفاده می‌شود.

4. رابطه تبدیل سختی و استحکام چیست و چه کاربردهایی در مهندسی دارد؟

پاسخ: برای فولاد کربن و زیرلایه‌های فولادی کم آلیاژ{0} مورد استفاده در کویل‌های گالوانیزه، همبستگی مثبت خطی خوبی بین سختی راکول (HRB) و استحکام کششی وجود دارد. در عمل صنعتی، معمولاً از یک فرمول تجربی برای تبدیل تقریبی استفاده می‌شود: استحکام کششی (MPa) ≈ 3.2 × HRB + 150 (این فرمول برای فولاد کم کربن{4} با محدوده HRB 50 تا 100 قابل استفاده است). تست سختی ساده و سریع است و می‌تواند به طور مداوم در خطوط تولید نوار انجام شود، در حالی که آزمایش کششی نیاز به برش نمونه‌های استاندارد دارد و زمان‌بر است. بنابراین، تست سختی به طور گسترده ای در کنترل کیفیت فرآیند برای تخمین سریع خواص مکانیکی قطعات استفاده می شود. در سایت مهندسی، اپراتورها از سختی سنج های لیب یا سختی سنج های قابل حمل Rockwell برای انجام تست های سختی روی کویل های گالوانیزه یا محصولات نهایی استفاده می کنند، با مراجعه به جداول، مقدار HRB را به مقدار مقاومت کششی تبدیل می کنند و سپس تعیین می کنند که آیا مواد مطابق با استانداردهایی مانند GB/T 700 و GB1/T مطابق با الزامات طراحی است یا خیر. برای مقایسه همان درجه فولاد و شرایط عملیات حرارتی مشابه. برای کویل‌های گالوانیزه با سیستم‌های ترکیبی متفاوت (مانند فولاد IF و فسفر{14}}حاوی فولاد با استحکام بالا)، فرمول تبدیل یکسانی را نمی‌توان مستقیماً در مواد اعمال کرد.

5. آیا لایه روی خود روی نتایج تست سختی تاثیر می گذارد؟ چگونه به درستی عمل کنیم تا سختی واقعی زیرلایه را بدست آوریم؟

پاسخ: تأثیر لایه روی بر روی نتایج تست سختی زیرلایه به طور کلی ناچیز است. ضخامت لایه روکش روی معمولاً بین 5 تا 30 میکرومتر است (در مجموع برای هر دو طرف، تقریباً 2.5 تا 15 میکرومتر برای یک طرف)، در حالی که عمق فرورفتگی توپی گوی فولادی تست سختی Rockwell روی سطح فلز معمولاً به 0.1 تا 0.5 میلی متر می رسد. عمق فرورفتگی بسیار بیشتر از ضخامت لایه روکش روی است. بنابراین، مقدار سختی اندازه گیری شده عمدتاً توسط بستر فولادی تعیین می شود. لایه روی فقط یک لایه سطحی کم عمق ایجاد می کند و سهم آن در مقاومت فرورفتگی ناچیز است. Baosteel همچنین در مشخصات فنی محصول خود به وضوح بیان می کند که تأثیر خود لایه روکش روی روی مقدار سختی ناچیز است. با این حال، برای اطمینان از صحت نتایج آزمایش، همچنان باید به نکات عملیاتی زیر توجه کرد: اول، قبل از آزمایش، لایه غنی روی و لکه‌های روغن روی سطح نقطه آزمایش را می‌توان به آرامی با کاغذ سنباده ریز پاک کرد، اما برای جلوگیری از آسیب به زیرلایه، باید از سنباده زدن زیاد خودداری شود. ثانیاً، حداقل 35 نقطه آزمایش باید در جهت عرض و طول برای حذف خطاهای تک-نقطه گرفته شود. در نهایت، زمانی که نوسانات سختی طولی آشکاری در سیم پیچ های گالوانیزه وجود دارد، اغلب مشکلات فرآیندی مانند دمای بازپخت ناهموار قبل از گالوانیزه شدن را منعکس می کند، به جای انحرافات ناشی از خود پوشش، و باید با آزمایش کشش و تجزیه و تحلیل ریزساختار تأیید شود. برای محصولات با پوشش ضخیم{15} با ضخامت پوشش بسیار زیاد (مانند بیش از 80 میکرومتر)، توصیه می‌شود قبل از انجام تست سختی، سطح آزمایش نمونه را تا سطح زیرلایه کمی آسیاب کنید تا دقیق‌ترین و قابل‌اعتمادترین مقدار سختی زیرلایه را به دست آورید.