A titán és a titánötvözetek keménységének vizsgálati módszerei - Hírek

Számos módszer létezik a keménység vizsgálatáratitán anyagok, és különböző módszerek alkalmasak a különböző anyagtípusokhoz, keménységi tartományokhoz és vizsgálati forgatókönyvekhez. Az alábbiakban áttekintést adunk az egyes módszerekről.

I. Szabványos laboratóriumi módszerek behúzást használva (választottbírósági eljáráshoz előnyben részesített)

1. Vickers Hardness HV (leginkább a titániparban ajánlott; hegesztésekhez és mikroszerkezetekhez előnyös)

Szabvány: ASTM E384
Alapelv: 136 fokos gyémánt négyszög alakú gúla behúzóelemet használnak a terhelés kifejtésére; a HV értéket a behúzás átlója alapján számítjuk ki.

- Makró Vickers (HV5, HV10): kovácsoltvas, rudak és fémlemez mátrixok keménysége;
- Micro Vickers (HV0.05–HV1): Hegesztési varratok keménysége, hőhatás-zónák, nitridált/eloxált felületi rétegek, kis minták és metallográfiai szemcse/fázis régiók.
Előnyök: Széles terhelési tartomány, kis bemélyedés, alacsony titán rugalmassági modulus, minimális benyomódási visszapattanás és stabil leolvasások; szinte minden titán anyaghoz alkalmas, beleértve a Gr5-öt és a tiszta titán Gr2-t is; széles körben elismert a nemzetközi kereskedelmi jelentésekben.
Hátrányok: A minták polírozást igényelnek; a tesztelés lassú.

2. Rockwell Hardness HR (gyors tételvizsgálat a gyártósorokon)

Szabvány: ASTM E18
Behúzásmélységi módszer, több léptékű; gyakran használt titánhoz:

- HRB: lágyított tiszta titán, lágy titánötvözetek (Gr1/Gr2);
- HRC: Age-eded titánötvözetek (idős-edzett Gr5 és egyéb nagyszilárdságú kovácsolt anyagok);
- Felületi Rockwell HR15N/HR30N: Vékony lapok, vékony-falú titán csövek és felületkeményített vékony rétegek.
Előnyök: Gyors tesztelés, egyszerű minta-előkészítés, kis bemélyedés; alkalmas a bejövő anyagok tételminőség-ellenőrzésére; széles körben használják a titánrudak és kovácsolt termékek gyári elfogadási vizsgálatára exportra.
Hátrányok: Nem alkalmas vékony profilokhoz, ívelt felületekhez vagy hegesztési zónákhoz; A felületi lerakódás 2–4 HRC hibát okozhat, ezért le kell köszörülni.

3. Brinell Hardness HBW (öntött titán, durva-szemcsés, nagy keresztmetszetű-)

Szabvány: ASTM E10
Cementált keményfém golyós bemélyedés (a közönséges acélgolyók használata tilos, mivel a titán deformálhatja az acélgolyót és hibákat okozhat); Az F/D² 30-ra van állítva.
Alkalmazások: Öntött titánötvözet Gr5, nagy kovácsolás; nagy bemélyedést hoz létre, amely tükrözi a régió átlagos keménységét, és jó reprezentativitást biztosít a nem egységes mikroszerkezetű minták számára.
Hátrányok: Nagy bemélyedés; roncsoló teszt; nem használható vékony lapokon vagy precíziós{0}}megmunkált kész alkatrészeken.

4. Knoop Hardness HK (ultra-vékony titánfólia, rendkívül vékony felületi rétegek)

Szabvány: ASTM E384
Rombusz alakú gyémánt behúzás, amely hosszú bemélyedést eredményez. Alkalmas rendkívül vékony titán szalagokhoz, bevonatos felületekhez és sekély diffúziós rétegekhez; a bemélyedés nagyon sekély, ezért alkalmasabb vékony rétegekre, mint a mikro-Vickers-teszt; általánosan használt eloxált titán felületekhez.

Különleges óvintézkedések a titán teszteléséhez

1. A titánnak alacsony a rugalmassági modulusa, és a bemélyedés visszapattanó hatása nagyobb, mint az acélé; ezért a vízkő- és forgásnyomokat el kell távolítani a minta felületéről;
2. A Brinell-vizsgálathoz keményfém golyót kell használni a HBW-hez; a HBS acélgolyói nem használhatók titánötvözeteken;
3. Vékony falú{1}}csövek esetén a Vickers vagy a felszíni Rockwell-módszert részesítik előnyben a behatolás elkerülése érdekében;

ASTM B381 Titanium forging rings Titanium hardness testing machine