1. Millised on peamised kõvadusskaalad, mida kasutatakse tsingitud teraspoolide testimisel? Millised on nende vastavad kohaldatavad vahemikud?
Rockwelli kõvadusskaala B (HRB) on tsingitud terasrullide kõvaduse testimiseks kõige sagedamini kasutatav, millele järgnevad Vickersi kõvadus (HV) ja Brinelli kõvadus (HB). Rockwelli kõvaduse test hõlmab kindla läbimõõduga karastatud teraskuuli surumist proovipinnale kindlaksmääratud koormuse all. Kõvaduse väärtus määratakse taande sügavuse mõõtmise teel; mida suurem on sügavus, seda madalam on kõvadus. See meetod on kiire ja ei nõua taande diagonaali mõõtmist, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt tootmise kvaliteedikontrolliks. Kuna tsingitud teraslehtede alusmaterjal on enamasti madal-süsinikteras ja madala-leegeeritud teras, mille paksus jääb tavaliselt vahemikku 0,3–5,0 mm, on HRB skaala eriti sobiv. Selle kogukoormus on 100 kg, kasutades 1/16-tollise läbimõõduga teraskuuli sisendit. Kui alusmaterjali tugevus on kõrge ja kõvadus ületab HRB 100, võib kasutada HRC või HRA skaalat (kasutades teemantkoonust taandrit) ja taande tõrgete vältimiseks tuleks taande sügavust kontrollida. Vickersi kõvadus (HV) on väga mitmekülgne ja sobib õhukeste plaatide ristlõigete{15}}või mikroskoopiliste alade kõvaduse hindamiseks. Kuid selle testimine on aeglane ja nõuab proovi kõrget pinnatasasust, seetõttu kasutatakse seda enamasti kvaliteediarbitraaži kontrollimiseks. Inseneripraktikas kasutatakse Leebi kõvaduse teste sageli ka-kohapealseks mittepurustavaks testimiseks, kusjuures parimad on HRB ja HV. Seejärel teisendatakse katsetulemused materjali määramiseks tõmbetugevuse väärtusteks.
2. Kuidas klassifitseeritakse tsingitud poolide kõvadusastmed pehmemast kõvemini vastavalt nende töökarastumisastmele?
V: Tsingitud rullide kõvadusastmed on klassifitseeritud viide astmesse, alates kõige pehmemast kuni kõige kõvemini, lähtudes alusmaterjali külmvaltsimise järgsest kõvenemisastmest ja selle lõõmutamisastmest. Lõõmutatud pehme olek (tavaliselt tähistatud S) vastab kõvadusele ligikaudu HRB 85-110. Alusmaterjal on läbinud täieliku rekristallisatsiooni lõõmutamise, mille tulemuseks on ühtlane struktuur ja hea plastilisus, sobib sügavtõmbamiseks. 1/8 kõva vastab HRB 50-71, HV 95-130. Alusmaterjal on läbinud kerge külmvaltsimise töökarastuse, kasutatud madalaks painutamiseks ja üldpainutusdetailideks . 1/4 kõva vastab HRB 65-80, HV 115-150. Sellel on teatud tugevus ja hea vormitavus, mis sobib madalate silindriliste osade ja konstruktsioonitugede tõmbamiseks . 1/2 kõva vastab HRB 74-89, HV 135-185. Tugevust täiustatakse veelgi, kasutatakse üldiste konstruktsiooniosade ja teatud kandevõimega komponentide jaoks. Täielikult jäigad materjalid vastavad HRB 85 ja kõrgemale ning HV 170 ja kõrgemale. Alusmaterjal on lõõmutamata või ainult kergelt lõõmutatud, säilitades pärast külmvaltsimist kõrgtugeva karastatud oleku. Neid kasutatakse rakendustes, kus on vaja suurt jäikust ja keerulist vormimist pole vaja, näiteks katusepaneelid ja lainepapiplaadid.
3. Kuidas väljendatakse tsingitud poolide kõvadusastet kõrge-tugeva terase ja konstruktsioonikvaliteediga materjalide puhul?
V: Madala -legeeritud kõrgtugeva-terase ja dupleksterasest galvaniseeritud rullide puhul ei saa kõvaduse väärtust enam otseselt kasutada klassi tähisena, kuid tugevusaste võib kaudselt kajastuda kõvadusvahemikus. Näiteks vastavalt standardile EN 10292 jagatakse kuum-sukeldustsingitud-tugevdatud teras voolavuspiiri alusel mitmeks klassiks, näiteks HX260LAD, HX300LAD, HX340LAD, HX380LAD ja HX420LAD. Tugevust parandatakse mikrolegeerivate elementide, nagu Nb ja Ti, lisamine sademete tugevdamise ja tera rafineerimise kaudu. Nende hulgas võivad HX380LAD ja kõrgemad klassid ulatuda üle 550 MPa tõmbetugevuseni, mis vastab ligikaudu kõvadusele HRB 85–95 ja HV 170–210. ASTM A653 standardis näitab kõrge -tugeva-legeerterase (HSLAS) klass kvaliteedi tähise kaudu otseselt minimaalset voolavuspiiri. Terase klassid, mis peavad vastama kohustuslikele kõvadusnõuetele, on standardis eraldi välja toodud ning kõvaduse katsetingimused on selgelt määratletud. Struktuurse klassi tsingitud teraslehtede (S-seeria) jaoks, nagu S220GD ja S350GD Euroopa standardis EN 10147, ei nõua standard ise kõvaduse väärtust, kuid tegelikus tootmises kasutatakse kõvadust protsessi kontrollindikaatorina lõõmutamise oleku ja protsessi stabiilsuse jaoks.
4. Milline on kõvaduse ja tugevuse konversioonisuhe ning millised on selle rakendused inseneritöös?
V: Tsingitud rullides kasutatavate süsinikterase ja madala{0}}legeeritud terasest substraatide puhul on Rockwelli kõvaduse (HRB) ja tõmbetugevuse vahel hea lineaarne positiivne korrelatsioon. Tööstuspraktikas kasutatakse ligikaudseks teisendamiseks tavaliselt empiirilist valemit: Tõmbetugevus (MPa) ≈ 3,2 × HRB + 150 (See valem on rakendatav madala-süsiniksisaldusega terasele, mille HRB vahemik on 50–100). Kõvaduse testimine on lihtne ja kiire ning seda saab teha pidevalt ribade tootmisliinidel, samas kui tõmbekatse nõuab standardsete proovide lõikamist ja on aeganõudev{8}}. Seetõttu kasutatakse kõvaduse testimist laialdaselt protsesside kvaliteedikontrollis, et kiiresti hinnata osade mehaanilisi omadusi. Inseneritööplatsil kasutavad operaatorid Leebi kõvaduse testereid või kaasaskantavaid Rockwelli kõvaduse teste, et teha tsingitud rullide või valmistoodete kõvadusteste, teisendada HRB väärtus tõmbetugevuse väärtuseks tabelite alusel ja seejärel teha kindlaks, kas materjal vastab selliste standardite nagu GB/T 700 ja GB/T 1591 projekteerimisnõuetele. Siiski ei tohiks see samalaadne terase kuumtöötluse võrdlus olla kohaldatav. tingimused. Erineva koostisega tsingitud rullide puhul (nt IF-teras ja kõrge tugevusega terast{14}}sisaldavad fosfor) ei saa sama konversioonivalemit materjalidele vahetult rakendada.
5. Kas tsinkimiskiht ise mõjutab kõvadustesti tulemusi? Kuidas õigesti töötada, et saada aluspinna tegelik kõvadus?
V: Tsingitud kattekihi mõju substraadi kõvaduskatse tulemustele on üldiselt tühine. Tsingitud kattekihi paksus on üldiselt vahemikus 5–30 mikromeetrit (mõlemal küljel kokku, umbes 2,5–15 mikromeetrit ühel küljel), samal ajal kui Rockwelli kõvaduse testiga teraskuuli taande sügavus metallpinnal ulatub tavaliselt 0,1–0,5 millimeetrini. Süvendussügavus ületab tunduvalt tsingikihi paksuse. Seetõttu määrab mõõdetud kõvaduse väärtuse peamiselt terasest aluspind; tsingikiht annab ainult madala pinnakihi ja selle panus tõmbumiskindlusesse on tühine. Baosteel märgib ka oma toote tehnilistes kirjeldustes selgelt, et tsingikihi enda mõju kõvaduse väärtusele on tühine. Katsetulemuste täpsuse tagamiseks tuleks siiski silmas pidada järgmisi toimimispunkte: Esiteks, enne katsetamist saab tsingi{11}}rikka kihi ja õliplekid katsepunkti pinnalt õrnalt peene liivapaberiga eemaldada, kuid aluspinna kahjustamise vältimiseks tuleks vältida liigset lihvimist; teiseks tuleks võtta vähemalt 35 katsepunkti laiuse ja pikkuse suunas, et kõrvaldada ühe punkti vead; lõpuks, kui tsingitud rullides on ilmsed pikisuunalised kõvaduse kõikumised, peegeldab see sageli protsessi probleeme, nagu ebaühtlane lõõmutamise temperatuur enne tsinkimist, mitte katte enda põhjustatud kõrvalekaldeid ning seda tuleks kinnitada tõmbekatse ja mikrostruktuuri analüüsiga. Paksu-kattega toodete puhul, mille kattekihi paksus on väga suur (näiteks üle 80 mikromeetri), on soovitatav enne kõvadustesti läbiviimist proovi testitavat pinda veidi lihvida kuni substraadikihini, et saada kõige täpsem ja usaldusväärsem substraadi kõvadus.