1. Jaké jsou hlavní stupnice tvrdosti používané pro testování svitků z pozinkované oceli? Jaké jsou jejich příslušné použitelné rozsahy?
Pro testování tvrdosti svitků z pozinkované oceli se nejčastěji používá Rockwellova stupnice tvrdosti B (HRB), následovaná tvrdostí podle Vickerse (HV) a tvrdostí podle Brinella (HB). Rockwellova zkouška tvrdosti spočívá v vtlačení tvrzené ocelové kuličky určitého průměru do povrchu vzorku pod stanoveným zatížením. Hodnota tvrdosti se určí měřením hloubky vtisku; čím větší hloubka, tím nižší tvrdost. Tato metoda je rychlá a nevyžaduje měření úhlopříčky vtisku, díky čemuž je široce používána pro kontrolu kvality ve výrobě. Vzhledem k tomu, že základním materiálem galvanizovaných ocelových plechů je většinou nízkouhlíková ocel a nízkolegovaná -ocel, s tloušťkou obvykle od 0,3 do 5,0 mm, je zvláště vhodná stupnice HRB. Jeho celkové zatížení je 100 kg při použití ocelového kuličkového vtlačovacího kroužku o průměru 1/16 palce. Když je pevnost základního materiálu vysoká a tvrdost překračuje HRB 100, lze použít stupnici HRC nebo HRA (s použitím diamantového kuželového vtlačovacího tělíska) a hloubku vtisku je třeba kontrolovat, aby se zabránilo selhání vtlačovacího tělíska. Tvrdost podle Vickerse (HV) je vysoce univerzální a vhodná pro hodnocení tvrdosti příčných řezů tenkých desek nebo mikroskopických oblastí. Je však pomalý na testování a vyžaduje vysokou rovinnost povrchu vzorku, proto se většinou používá pro kvalitní arbitrážní kontrolu. V technické praxi se tvrdoměry Leeb běžně používají také pro-nedestruktivní testování na místě-, přičemž HRB a HV jsou nejlepší. Výsledky zkoušek jsou poté převedeny na hodnoty pevnosti v tahu pro stanovení materiálu.
2. Jak jsou klasifikovány stupně tvrdosti galvanizovaných svitků od nejměkčích po nejtvrdší podle stupně jejich mechanického zpevnění?
A: Stupně tvrdosti galvanizovaných svitků jsou klasifikovány do pěti úrovní od nejměkčího po nejtvrdší podle stupně mechanického zpevnění základního materiálu po válcování za studena a jeho stavu žíhání. Žíhaný měkký stav (obvykle označovaný S) odpovídá tvrdosti přibližně HRB 85-110. Základní materiál prošel kompletním rekrystalizačním žíháním, výsledkem je jednotná struktura a dobrá plasticita, vhodná pro hluboké tažení. 1/8 tvrdý odpovídá HRB 50-71, HV 95-130. Základní materiál prošel mírným zpevněním válcováním za studena, používá se pro mělké ohýbání a obecné ohýbané díly. 1/4 tvrdý odpovídá HRB 65-80, HV 115-150. Má určitou pevnost a zachovává si dobrou tvárnost, vhodný pro tažení mělkých válcových dílů a konstrukčních podpěr. 1/2 tvrdé odpovídá HRB 74-89, HV 135-185. Pevnost se dále zlepšuje, používá se pro obecné konstrukční díly a součásti s určitými požadavky na nosnost. Plně tuhé materiály odpovídají HRB 85 a vyšším a HV 170 a vyšším. Základní materiál je nežíhaný nebo jen lehce žíhaný, přičemž po válcování za studena si zachovává vysokopevnostní vytvrzený stav. Používají se v aplikacích, kde je vyžadována vysoká tuhost a není nutné složité tvarování, jako jsou střešní panely a vlnité tašky.
3. Jak je stupeň tvrdosti galvanizovaného svitku vyjádřen u vysokopevnostní oceli a konstrukčních materiálů?
Odpověď: U nízko{0}}legovaných vysokopevnostních- ocelových svitků a duplexních ocelových galvanizovaných svitků již nelze hodnotu tvrdosti přímo použít jako označení třídy, ale stupeň pevnosti se může nepřímo odrazit v rozsahu tvrdosti. Například podle normy EN 10292 se žárově -pozinkovaná precipitační-ocel dělí na několik tříd na základě meze kluzu, jako jsou HX260LAD, HX300LAD, HX340LAD, HX380LAD a HX420LAD. Pevnost je zlepšena přidáním mikrolegovacích prvků, jako je Nb a Ti prostřednictvím precipitačního zpevnění a zjemnění zrna. Mezi nimi HX380LAD a vyšší třídy mohou dosáhnout pevnosti v tahu přes 550 MPa, což odpovídá tvrdosti přibližně HRB 85~95 a HV 170~210. Podle normy ASTM A653 třída vysokopevnostní nízkolegované oceli (HSLAS) přímo udává minimální mez kluzu prostřednictvím označení třídy. Třídy oceli, které musí splňovat povinné požadavky na tvrdost, jsou v normě uvedeny samostatně a podmínky zkoušky tvrdosti jsou jasně specifikovány. U pozinkovaných ocelových plechů konstrukční třídy (řada S), jako jsou S220GD a S350GD v evropské normě EN 10147, norma sama o sobě nenařizuje hodnotu tvrdosti, ale ve skutečné výrobě se tvrdost používá jako indikátor řízení procesu pro stav žíhání a stabilitu procesu.
4. Jaký je převodní vztah mezi tvrdostí a pevností a jaké jsou jeho aplikace ve strojírenství?
Odpověď: U substrátů z uhlíkové oceli a nízkolegovaných ocelí- používaných v galvanizovaných svitcích existuje dobrá lineární pozitivní korelace mezi tvrdostí podle Rockwella (HRB) a pevností v tahu. V průmyslové praxi se pro přibližný převod běžně používá empirický vzorec: Pevnost v tahu (MPa) ≈ 3,2 × HRB + 150 (Tento vzorec je použitelný pro nízkouhlíkovou -ocel s rozsahem HRB 50~100). Testování tvrdosti je jednoduché a rychlé a lze jej provádět nepřetržitě na pásových výrobních linkách, zatímco testování tahem vyžaduje řezání standardních vzorků a je časově- náročné. Proto je testování tvrdosti široce používáno při kontrole kvality procesu k rychlému odhadu mechanických vlastností součástí. Ve strojírenství operátoři používají tvrdoměry Leeb nebo přenosné tvrdoměry Rockwell k provádění testů tvrdosti na galvanizovaných svitcích nebo hotových výrobcích, převádějí hodnotu HRB na hodnotu pevnosti v tahu podle tabulek a pak určují, zda materiál splňuje požadavky na návrh podle norem, jako jsou GB/T 700 a GB/T 1591. Tento vztah by však neměl být použitelný pro srovnání pouze s tepelným zpracováním. podmínky. U galvanizovaných svitků s různými systémy složení (jako je IF ocel a fosfor-vysokopevnostní{15}}ocel) nelze stejný převodní vzorec přímo použít na různé materiály.
5. Ovlivňuje samotná vrstva zinkování výsledky zkoušky tvrdosti? Jak správně pracovat, abyste získali skutečnou tvrdost substrátu?
Odpověď: Vliv zinkované vrstvy na výsledky zkoušky tvrdosti substrátu je obecně zanedbatelný. Tloušťka vrstvy zinkování je obecně mezi 5 a 30 mikrometry (celkem pro obě strany, přibližně 2,5 až 15 mikrometrů na jedné straně), zatímco hloubka vtisku ocelového kuličkového indentoru tvrdosti podle Rockwella na kovovém povrchu obvykle dosahuje 0,1 až 0,5 milimetru. Hloubka vtisku daleko přesahuje tloušťku vrstvy zinkování. Proto je naměřená hodnota tvrdosti určena především ocelovým podkladem; zinková vrstva poskytuje pouze mělkou povrchovou vrstvu a její příspěvek k odolnosti proti vtlačení je zanedbatelný. Baosteel také ve svých technických specifikacích jasně uvádí, že vliv samotné vrstvy zinku na hodnotu tvrdosti je zanedbatelný. Aby však byla zajištěna přesnost výsledků testu, je stále třeba dbát na následující provozní body: Nejprve je možné před testováním jemně odstranit vrstvu bohatou na zinek a olejové skvrny na povrchu testovacího bodu jemným brusným papírem, ale je třeba se vyhnout nadměrnému broušení, aby nedošlo k poškození podkladu; za druhé, je třeba vzít alespoň 35 testovacích bodů ve směru šířky a délky, aby se eliminovaly chyby v jednom-bodu; konečně, když jsou zřejmé podélné kolísání tvrdosti u galvanizovaných svitků, často to odráží procesní problémy, jako je nerovnoměrná teplota žíhání před galvanizací, spíše než odchylky způsobené povlakem samotným, a měly by být potvrzeny tahovými zkouškami a analýzou mikrostruktury. U produktů s tlustým-potahem s extrémně velkou tloušťkou povlaku (např. přesahující 80 mikrometrů) se před provedením testu tvrdosti doporučuje mírně obrousit zkušební povrch vzorku až k vrstvě substrátu, abyste získali co nejpřesnější a nejspolehlivější hodnotu tvrdosti substrátu.