管材硬度试验分析

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卷第



理化检验一物理分

管材硬

试验分析

穆振芬朱成刚刘立

哈尔滨锅炉有限责任公司哈尔滨

摘要通过对布氏硬度标尺洛氏硬度试验机理及与的关系进行分
析提
出对
美国国家标准系列管材的硬度测定应根据管材壁厚进行统一规定的观点通过参照标准和实
际测

定分析提出了在《船舶锅炉管子制造技术条件洲企标等国内标准或技术条件中
应增加一个与指

等同的指标
主肠词管材硬度船舶
锅炉



在锅炉产品中应用了大量的管材其中部

材需要进行硬度检
验比如
及等标准均有硬度要求
其中

及等标准
对材料的值

值均有要求且部分标准根据
管材规格规定

定壁厚或壁厚因此执

起来非常容易但在以往的检验中


列管材均测定值显然有违标准要

因此有必要对系列
标准及试验机

理进行分析以便在对系列管材进行
硬度测
定时合理选择硬度种类以提高检验工作的正


“船舶锅炉管子制造技术条件”


争币

两种规格的

钢钢管的硬度毛由于这两种规格的管子
壁厚都很薄不适合直接进行测定
往往先进行

测定再换算成根据对及国内

准分析标准给出的值为口时的

而一“黑色金属硬度
及强度换算

中只与,一时的有换算关

最高只能换算至这
表明

准中的与值并无直接对应关系因此
给检验工作带来了很大的困难很有必要对与

的关系进行分析为标准提

一合

适的标准值使检验工作能够方便顺利地进


关系分

《金属布氏硬度试验方法》

规定钢及铸铁在布氏硬
度小

时测定“一时的值在布氏硬度大于

于时测定,时的值由

系列管材和标准中规定的
值大

因此可以肯定系列
管材及

标准中给出的值为一时的

还规定试
样厚度至少为压痕深度的

倍试验后试样支撑面无可见变形痕迹生产检

中常用的压头直径为一一材料硬
度大部分为左右根据给



最小厚度表考虑到试样表面要打磨成平面管


时已不适合
测定值而系列
管材规定壁厚时进测定是合适的
金属洛氏硬度试验方法》分析
规定试样或试验层厚度应不小


的倍试验后试样背面不得有肉眼可见变形痕
穆振芬等管材硬度试验
分析
迹并给出了试样最小厚度与洛氏硬度关系图根
据这个关系图对于标尺试样最小厚度范

为一即使考虑打磨因素管材

时测定也是合适的这一点


列管材规定壁厚时测定相一致因

中的
价和价

两种规格的钢钢管适合测


黑色金属硬度及强度换算值》分

给出了两个换算表适用范围如下
表的适用范围为含碳量由低到高的
钢种

与,一的换算范

最大对应最
小对应

与,的值换


最大对应最小

表的适用范围为低
碳钢
最大对应最小

从可以看出
标准规定

与并无对应关系因此有必要

标准及实际测定分析为提
出一
个合适的标准

表部分冲击试样的值
及护一时的
值护一时的值测定结果低碳钢





平均值

换算值实测值


,
口白任匀目今了,门连,性只乃门,了只吕任


,
的大小对试验结果的


国家钢铁材料测试中心与钢铁研究总院力学室
编制的《金属力学性能试验方法常用国家标准资料》一书通过试验指出对同一材料而言一时的值与,一时的值是不等同的,二时的值略高于,一时的值为进一步证实一时的值与“一时的值的关系对部分冲击试样的时的值及,时的值同时进行了测定结果列于表从表可看出值与时的值的对应关系基本符合的换算关系也证实了一时的值与一时的值并不等同的关系可以看出对中规定的对应的值最接近系列管材硬度试验分析《锅炉和过热器用无缝中碳钢管技术条件》中的硬度要求类要求硬度为或按一换算成为因此可以判定标准中的是指,一时的值类要求硬度为或锅炉过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管技术条件》中的硬度要求铁
素体类

的硬度簇
的硬度镇
其它种
类的硬度
奥氏
体类



硬度

制造的管子
的硬度镇
其它类的硬度蕊
,

锅炉和过热器用无缝碳合金钢

技术条件》中的硬
度要求见表

表硬
度要

管壁厚管壁厚
穆振芬等管材
硬度试验分

锅炉和过热器用电阻焊碳相合金
钢管
技术条件》中的硬度要求见

表硬度
要求



管壁厚管壁厚

八袄

标准硬度要求分

通过列举的四个材料标准对硬度的要
求可看出和标准

出了值和


而和不但给出了值和
值还规定管壁厚妻时测定值管

厚时测定值这个规定是比较合

应该在所有的管材硬度测定中进行统一规定因为
值的测定比较稳定故在管壁厚允许的情

应测定

值也给出值同时分别给
出值和
值的适用范围这样就可以根据管材的壁厚选
择合适的硬度指标进

测定

从表表及表可以看出与
最接近另外从《金属标准

度换算表美国材料与试验协会标准也可以查

对应的值为最接
近因此建

议在标准中增加一个与指标

同的指标这样就可直接测定
值即可

知道产品是否合格另外在其它国内材料标准
中也

应该同时给出值和值同时参照
标准制定出值和值的适用范围这
样在实
际检验中就不会造成困难和混乱

结论
与建议
同一材料的


时的


时的值并
不等同

高于,时




时的
值略

《船舶锅炉管子制造技术条件》



笋和沪

两种规格的钢钢管胀管端退火后的硬度
簇由于这两种规格的管材壁厚太薄在生产
检验中不宜直接测定值在过去的检验工

中往往先测定值然后再想办法换算

值然而由于的换算范围有限不能适

际检验工作需要给检验工作带来了困

由于这种薄壁管适合测定因

等国内标准就应该像标准一样
既给

分析结果表明在钢管标准中给出的硬度
指标是,一时的

建议在标准中增加一个与
指标等同的指标
建议在国内材料标准中应同时
给出值

值并且不论是测定国内材料还是
等国外材料的硬度都应遵循管材壁厚
时测
定值管材壁厚时测定值这一要


稿日期



的包络圆争。。基本吻合说明疲劳裂纹的产生
是由于币圆附近的外圈微细裂纹引起

导致整根辊发生疲劳
断裂

在形成裂纹前低温长时间保温让氢逸出是防止微
细裂纹产生的有
效措施

参考文献

数控卷板机下中心辊辊体内存在
大量

的微细裂纹导致下中心辊低周疲劳

微细裂纹的产生是由于材料在冶炼
或锻造

过程中含氢量偏高所

裂纹的扩展在于辊体工作时所受到的交变
切应力
完善锻造工艺做好锻造后的除氢处理即


金属机械性能》编写组金属
机械性能北京机械

工业出版

上海交通大学《金属断口分析》编写组金属断

析北京国防工业出版社
朱敦伦周汉民强颖怀编著机械零件失效分析
徐州中国矿业大学出版社

收稿日期