1. Aké sú hlavné stupnice tvrdosti používané na testovanie pozinkovaných oceľových zvitkov? Aké sú ich príslušné použiteľné rozsahy?
Rockwellova stupnica tvrdosti B (HRB) sa najčastejšie používa na testovanie tvrdosti galvanizovaných oceľových zvitkov, po ktorej nasleduje tvrdosť podľa Vickersa (HV) a tvrdosť podľa Brinella (HB). Rockwellova skúška tvrdosti zahŕňa vtlačenie kalenej oceľovej guľôčky určitého priemeru do povrchu vzorky pri špecifikovanom zaťažení. Hodnota tvrdosti sa určí meraním hĺbky vtlačenia; čím väčšia hĺbka, tým nižšia tvrdosť. Táto metóda je rýchla a nevyžaduje meranie uhlopriečky vtlačenia, vďaka čomu je široko používaná na kontrolu kvality vo výrobe. Keďže základným materiálom galvanizovaných oceľových plechov je väčšinou nízkouhlíková oceľ a nízkolegovaná{5} oceľ s hrúbkou zvyčajne od 0,3 do 5,0 mm, stupnica HRB je obzvlášť vhodná. Jeho celkové zaťaženie je 100 kg, pri použití oceľového guľôčkového indentora s priemerom 1/16 palca. Keď je pevnosť základného materiálu vysoká a tvrdosť presahuje HRB 100, môže sa použiť stupnica HRC alebo HRA (s použitím diamantového kužeľového indentora) a hĺbka vtlačenia by mala byť kontrolovaná, aby sa zabránilo poruche indentora. Tvrdosť podľa Vickersa (HV) je veľmi všestranná a vhodná na hodnotenie tvrdosti prierezov tenkých dosiek alebo mikroskopických oblastí. Je však pomalý na testovanie a vyžaduje vysokú rovinnosť povrchu vzorky, preto sa väčšinou používa na kvalitnú arbitrážnu kontrolu. V inžinierskej praxi sa tvrdomery Leeb bežne používajú aj na-nedeštruktívne{19}testovanie na mieste, pričom HRB a HV sú najlepšie. Výsledky skúšok sa potom prevedú na hodnoty pevnosti v ťahu na určenie materiálu.
2. Ako sa klasifikujú stupne tvrdosti galvanizovaných zvitkov od najmäkších po najtvrdšie podľa stupňa ich mechanického spevnenia?
Odpoveď: Stupne tvrdosti galvanizovaných zvitkov sú rozdelené do piatich úrovní od najmäkšej po najtvrdšiu podľa stupňa mechanického spevnenia základného materiálu po valcovaní za studena a jeho stavu žíhania. Žíhaný mäkký stav (zvyčajne označovaný S) zodpovedá tvrdosti približne HRB 85-110. Základný materiál prešiel úplným rekryštalizačným žíhaním, výsledkom čoho je jednotná štruktúra a dobrá plasticita, vhodná na hlboké ťahanie. 1/8 tvrdý zodpovedá HRB 50-71, HV 95-130. Základný materiál prešiel miernym spevnením valcovaním za studena, používaný na plytké ohýbanie a všeobecné ohýbanie dielov. 1/4 tvrdý zodpovedá HRB 65-80, HV 115-150. Má určitú pevnosť a zachováva si dobrú tvárnosť, vhodný na ťahanie plytkých valcových častí a konštrukčných podpier. 1/2 tvrdý zodpovedá HRB 74-89, HV 135-185. Pevnosť sa ďalej zlepšuje, používa sa pre všeobecné konštrukčné diely a komponenty s určitými požiadavkami na nosnosť. Plne tuhé materiály zodpovedajú HRB 85 a vyšším a HV 170 a vyšším. Základný materiál je nežíhaný alebo len jemne žíhaný, pričom si po valcovaní za studena zachováva vysokopevnostný kalený stav. Používajú sa v aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoká tuhosť a nie je potrebné zložité tvarovanie, ako sú strešné panely a vlnité dlaždice.
3. Ako je stupeň tvrdosti galvanizovaného zvitku vyjadrený vo vysoko{1}}pevnej oceli a konštrukčných materiáloch?
Odpoveď: V prípade zvitkov z nízko{0}}legovanej vysokopevnostnej{1}} ocele a duplexných oceľových pozinkovaných zvitkov už nemožno hodnotu tvrdosti priamo použiť ako označenie triedy, ale stupeň pevnosti sa môže nepriamo prejaviť v rozsahu tvrdosti. Napríklad podľa normy EN 10292 je žiarovo{4}}pozinkovaná precipitačná- oceľ rozdelená do niekoľkých tried na základe medze klzu, ako sú HX260LAD, HX300LAD, HX340LAD, HX380LAD a HX420LAD. Pevnosť sa zlepšuje pridaním mikrolegujúcich prvkov, ako sú Nb a Ti, prostredníctvom precipitačného spevnenia a zjemnenia zrna. Medzi nimi HX380LAD a vyššie triedy môžu dosiahnuť pevnosť v ťahu nad 550 MPa, čo zodpovedá tvrdosti približne HRB 85 ~ 95 a HV 170 ~ 210. V norme ASTM A653 trieda vysoko{20}}nízkolegovanej{21}}legovanej ocele (HSLAS) priamo označuje minimálnu medzu klzu prostredníctvom označenia triedy. Akosti ocele, ktoré musia spĺňať povinné požiadavky na tvrdosť, sú v norme uvedené samostatne a podmienky skúšky tvrdosti sú jasne špecifikované. Pre štrukturálne pozinkované oceľové plechy (séria S), ako sú S220GD a S350GD v európskej norme EN 10147, samotná norma nenariaďuje hodnotu tvrdosti, ale v skutočnej výrobe sa tvrdosť používa ako indikátor riadenia procesu pre stav žíhania a stabilitu procesu.
4. Aký je konverzný vzťah medzi tvrdosťou a pevnosťou a aké sú jeho aplikácie v strojárstve?
Odpoveď: V prípade substrátov z uhlíkovej ocele a nízko{0}}legovanej ocele používaných v galvanizovaných zvitkoch existuje dobrá lineárna pozitívna korelácia medzi tvrdosťou podľa Rockwella (HRB) a pevnosťou v ťahu. V priemyselnej praxi sa na približný prevod bežne používa empirický vzorec: Pevnosť v ťahu (MPa) ≈ 3,2 × HRB + 150 (Tento vzorec je použiteľný pre nízkouhlíkovú oceľ s rozsahom HRB 50~100). Testovanie tvrdosti je jednoduché a rýchle a možno ho vykonávať nepretržite na pásových výrobných linkách, zatiaľ čo testovanie ťahom vyžaduje rezanie štandardných vzoriek a je časovo- náročné. Preto sa testovanie tvrdosti široko používa pri kontrole kvality procesov na rýchle odhadnutie mechanických vlastností dielov. Na mieste strojárstva prevádzkovatelia používajú tvrdomery Leeb alebo prenosné tvrdomery Rockwell na vykonanie testov tvrdosti na pozinkovaných zvitkoch alebo hotových výrobkoch, prevedú hodnotu HRB na hodnotu pevnosti v ťahu podľa tabuliek a potom zistia, či materiál spĺňa konštrukčné požiadavky podľa noriem, ako sú GB/T 700 a GB/T 1591. Tento vzťah by sa však nemal považovať za rovnaký vzťah k použitej oceli s podobným tepelným spracovaním. podmienky. Pre galvanizované zvitky s rôznymi systémami zloženia (ako je IF oceľ a fosfor-vysokopevná{15}}oceľ) nemožno použiť rovnaký prevodný vzorec priamo na rôzne materiály.
5. Ovplyvňuje samotná vrstva zinku výsledky skúšky tvrdosti? Ako správne pracovať, aby ste získali skutočnú tvrdosť substrátu?
Odpoveď: Vplyv zinkovej vrstvy na výsledky skúšky tvrdosti substrátu je vo všeobecnosti zanedbateľný. Hrúbka zinkovej vrstvy je vo všeobecnosti medzi 5 a 30 mikrometrami (celkovo na oboch stranách, približne 2,5 až 15 mikrometrov na jednej strane), zatiaľ čo hĺbka vtlačenia oceľového guľôčkového indentora na testovanie tvrdosti podľa Rockwella na kovovom povrchu zvyčajne dosahuje 0,1 až 0,5 milimetra. Hĺbka vtlačenia ďaleko presahuje hrúbku vrstvy zinku. Preto je nameraná hodnota tvrdosti určená hlavne oceľovým substrátom; zinková vrstva poskytuje iba plytkú povrchovú vrstvu a jej príspevok k odolnosti proti vtlačeniu je zanedbateľný. Baosteel tiež jasne uvádza vo svojich technických špecifikáciách produktu, že vplyv samotnej vrstvy zinku na hodnotu tvrdosti je zanedbateľný. Na zaistenie presnosti výsledkov testu je však potrebné venovať pozornosť nasledujúcim prevádzkovým bodom: Po prvé, pred testovaním možno vrstvu bohatú na zinok{11}}a olejové škvrny na povrchu testovacieho bodu jemne odstrániť jemným brúsnym papierom, ale treba sa vyhnúť nadmernému brúseniu, aby sa predišlo poškodeniu podkladu; po druhé, treba urobiť aspoň 35 testovacích bodov v smere šírky a dĺžky, aby sa eliminovali chyby v jednom bode; nakoniec, keď sú zjavné kolísanie pozdĺžnej tvrdosti v galvanizovaných zvitkoch, často to odráža problémy procesu, ako je nerovnomerná teplota žíhania pred galvanizáciou, a nie odchýlky spôsobené samotným povlakom a mali by byť potvrdené testovaním v ťahu a analýzou mikroštruktúry. V prípade produktov s hrubým{15}}poťahom s extrémne veľkou hrúbkou povlaku (napríklad presahujúcou 80 mikrometrov) sa pred vykonaním testu tvrdosti odporúča mierne obrúsiť testovací povrch vzorky až po vrstvu substrátu, aby ste získali čo najpresnejšiu a najspoľahlivejšiu hodnotu tvrdosti substrátu.