ใบรับรองการทดสอบความแข็งบันทึกความแข็งที่วัดได้ของวัสดุหรือการเชื่อม โดยใช้มาตรฐานการเยื้องมาตรฐานอย่างใดอย่างหนึ่ง ความแข็งเป็นตัวบ่งชี้ความแข็งแรงในการดึง ความต้านทานต่อการสึกหรอ และความไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้น — ทำให้เป็นพารามิเตอร์การควบคุมคุณภาพที่สำคัญในการผลิต การตรวจสอบการบำรุงรักษาด้วยความร้อน และการรับรองสำหรับการใช้งานที่รุนแรง
คำตอบอย่างรวดเร็ว
Quick Answer
ใบรับรองการทดสอบความแข็งรายงานค่าความแข็งที่วัดได้โดยใช้มาตรฐาน Brinell (HB/HBW), Vickers (HV) หรือ Rockwell (HRC/HRB) ในชุดวัสดุเฉพาะหรือการเชื่อม ใบรับรองต้องระบุมาตรฐานการทดสอบ น้ำหนักที่ใช้ ประเภทตัวเยื้อง การอ่านค่าแต่ละรายการ ตำแหน่งตัวอย่าง และเกณฑ์การยอมรับที่ใช้บังคับ ข้อมูลจำเพาะ NACE MR0175 และ ASME กำหนดขีดจำกัดความแข็งสูงสุดสำหรับการใช้งานที่รุนแรงและความดันสูง
มาตรฐานความแข็งสามหลัก
ความแข็ง Brinell (HB / HBW)
หลักการ: ลูกบอลคาร์ไบด์ทังสเตน (เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม สำหรับการทดสอบมาตรฐาน) ถูกกดลงบนพื้นผิวภายใต้น้ำหนักที่กำหนด (โดยทั่วไป 3000 kgf สำหรับเหล็ก) เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยเยื้องวัดด้วยแสง และค่า HBW คำนวณจากน้ำหนักและพื้นที่รอยเยื้อง
ตัวเลือกน้ำหนัก: 500 kgf (HBW 10/500), 1500 kgf (HBW 10/1500), 3000 kgf (HBW 10/3000)
มาตรฐานควบคุม: ASTM E10, EN ISO 6506
ช่วงทั่วไป: 80–650 HBW। วัสดุที่สูงกว่า ~450 HBW ต้องใช้ลูกบอลที่เล็กกว่าหรือน้ำหนักที่น้อยกว่า
เมื่อใช้:
- การรายงานความแข็งของผลิตภัณฑ์รีด (แผ่น,锻造, แท่ง)
- พื้นผิวหยาบหรือจุลโครงสร้างหยาบที่ต้องการการหาค่าเฉลี่ยบนรอยเยื้องขนาดใหญ่
- ความสัมพันธ์กับความแข็งแรงในการดึง (UTS ≈ 3.45 × HBW เป็น MPa สำหรับเหล็ก)
ช่องใบรับรอง: ระบุการกำหนดมาตรฐานแบบสมบูรณ์ (HBW 10/3000) ไม่ใช่แค่ "Brinell" รายงานเส้นผ่านศูนย์กลางรอยเยื้องนอกเหนือจากค่า HBW ที่คำนวณได้
ความแข็ง Vickers (HV)
หลักการ: ตัวเยื้องพีระมิดเพชร (มุมหน้า 136°) ถูกกดลงบนพื้นผิวภายใต้น้ำหนักที่กำหนด การวัดความยาวของเส้นทแยงมุมของรอยเยื้องสี่เหลี่ยม และคำนวณค่า HV
ช่วงน้ำหนัก: 1 gf ถึง 100 kgf Micro-Vickers (HV 0.01–1.0 kgf) ใช้สำหรับการเคลือบบางและส่วนประกอบจุลโครงสร้างแต่ละชิ้น
มาตรฐานควบคุม: ASTM E92, EN ISO 6507
ช่วงทั่วไป: 5–3000 HV (ช่วงบนซึ่งไม่มีข้อ จำกัด จริง ๆ เมื่อเทียบกับ Brinell)
เมื่อใช้:
- การสำรวจความแข็ง PWHT (วิธีที่ต้องการมากที่สุดในมาตรฐาน ASME และ EN)
- การข้ามภาพตัดขวางการเชื่อม (HAZ, โลหะเชื่อม, การเชื่อมรูปแบบโลหะฐาน)
- การวัดความลึกกรณีศึกษาบนชิ้นส่วนที่บันทึกพื้นผิว
- วัสดุบางแหบหรือกี่หนาขนาดเล็ก
ข้อกำหนดใบรับรองสำหรับการสำรวจ PWHT: รายงานการอ่าน HV แต่ละรายการที่ตำแหน่งแต่ละตำแหน่งในการข้ามเชื่อม (โดยทั่วไปโลหะฐาน → HAZ → โลหะเชื่อม → HAZ → โลหะฐาน อย่างน้อย) ไม่ใช่เพียงค่าสูงสุด
ความแข็ง Rockwell (HRC / HRB)
หลักการ: กรวยเพชร (HRC) หรือลูกบอลแข็ง (HRB) ถูกกดลงในสองขั้นตอน ความแข็งถูกกำหนดจากการเพิ่มความลึกของการเยื้องถาวร
มาตรฐานทั่วไป:
- HRC (มาตรฐาน C): ตัวเยื้อง Brale เพชร น้ำหนักรวม 150 kgf। ช่วง: 20–70 HRC। ใช้สำหรับเหล็กแข็งและชิ้นส่วนที่ผ่านการอบอ่อนด้วยความร้อน
- HRB (มาตรฐาน B): ลูกบอล 1/16" น้ำหนัก 100 kgf। ช่วง: 25–100 HRB। ใช้สำหรับเหล็กนุ่ม อลูมิเนียม ทองสัมฤทธิ์
- HRA: เพชร 60 kgf। ใช้สำหรับคาร์ไบด์เพาะปลูก
มาตรฐานควบคุม: ASTM E18, EN ISO 6508
เมื่อใช้:
- การตรวจสอบการรับเหล็กเส้นและชิ้นส่วนตีเหล็ก
- การตรวจสอบความแข็งของตัวยึดแข็ง (ชั้นคุณสมบัติ ISO 898)
- การยอมรับชิ้นส่วนที่ผ่านการอบอ่อนด้วยความร้อน (เช่นที่นั่งลิ้นวาล์วแข็ง)
- การตรวจสอบว่าความแข็งต่ำกว่าขีดจำกัดบน (เช่น < 22 HRC ตาม NACE MR0175)
หมายเหตุใบรับรอง: ระบุมาตรฐานแบบสมบูรณ์เสมอ (HRC, HRB, ฯลฯ) — "ความแข็ง Rockwell: 20" ไม่มีความหมายโดยไม่มีตัวระบุมาตรฐาน
ตารางการแปลงความแข็ง
การแปลงโดยประมาณ (เหล็กกล้าคาร์บอนเท่านั้น — ไม่ถูกต้องสำหรับเหล็กกล้าไม่ผุ โลหะต่างชาติ หรือวัสดุแข็งบนพื้นผิว):
| HBW | HV | HRC | HRB | UTS โดยประมาณ (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 85 | 87 | — | 43 | 290 |
| 120 | 124 | — | 70 | 415 |
| 180 | 185 | — | 88 | 620 |
| 200 | 207 | 14 | 93 | 690 |
| 250 | 263 | 24 | — | 860 |
| 300 | 319 | 31 | — | 1035 |
| 350 | 374 | 37 | — | 1210 |
| 400 | 423 | 42 | — | 1380 |
| 450 | 475 | 46 | — | 1555 |
อ้างอิง: ASTM E140 ไม่ใช้การแปลงข้ามตระกูลโลหะ
ขีดจำกัดความแข็ง PWHT
การตรวจสอบความแข็งการอบอ่อนหลังการเชื่อมเป็นหนึ่งในการใช้งานที่พบบ่อยที่สุดของใบรับรองการทดสอบความแข็งในการผลิตอุปกรณ์ความดัน
ข้อกำหนด ASME BPVC (ASME VIII-1 UHA-51 สำหรับวัสดุ P4/P5):
- หลัง PWHT: สูงสุด 225 HBW (หรือตามข้อมูลจำเพาะของวัสดุ)
- วิธีสำรวจ: Vickers ต้องการ; Brinell หรือ Rockwell ยอมรับได้
NACE MR0175 / ISO 15156 (บริการที่รุนแรง):
- โลหะฐานเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ และ HAZ เชื่อม: ≤ 22 HRC (เทียบเท่ากับ ~248 HBW / 265 HV)
- ข้อยกเว้น: ระดับบางระดับอนุญาตให้มีความแข็งที่สูงกว่าด้วยการทดสอบความต้านทาน SSC (การแตกร้าวจากการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้นซัลไฟด์) ที่มีเอกสาร
EN 13445-4 (ภาชนะความดันไม่ได้รับความร้อน, ยุโรป):
- ค่า HV10 สูงสุดที่ระบุตามกลุ่มวัสดุ โดยทั่วไป 350 HV สำหรับ HAZ เหล็กกล้าคาร์บอน 200 HV สำหรับ PWHT หลัง
ช่องที่จำเป็นบนใบรับรองการทดสอบความแข็ง
- การระบุวัสดุ / ชิ้นส่วน — หมายเลขความร้อน หมายเลขภาพวาด ID การเชื่อม
- วันที่และสถานที่ของการทดสอบ
- วิธีการและมาตรฐานการทดสอบ — HBW 10/3000, HV10, HRC, ฯลฯ
- การระบุอุปกรณ์ — ยี่ห้อ, รุ่น, หมายเลขอนุกรมของเครื่องวัดความแข็ง, วันที่สอบเทียม
- การสอบเทียมบล็อกอ้างอิง — ค่าความแข็งตรวจสอบบนบล็อกอ้างอิงที่ได้รับการรับรองก่อนและหลังการทดสอบ
- สถานที่ทดสอบ — ภาพวาดหรือคำอธิบายแสดงว่าการอ่านแต่ละครั้งได้รับมาจากที่ใด
- การอ่านค่าแต่ละรายการ — การวัดทั้งหมด ไม่ใช่แค่ค่าเฉลี่ย
- ค่าเฉลี่ย (หากการยอมรับขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ย)
- เกณฑ์การยอมรับ — การอ้างอิงข้อมูลจำเพาะและขีดจำกัดสูงสุด/น้อยที่สุด
- ผล — ผ่าน / ไม่ผ่าน
- ชื่อช่างเทคนิค คุณวุฒิ ลายเซ็น
NACE MR0175 ใช้มาตรฐานความแข็งใดสำหรับขีดจำกัดการใช้งานที่รุนแรง?
NACE MR0175 / ISO 15156 แสดงขีดจำกัดความแข็งเป็นหลัก ในหน่วย HRC (มาตรฐาน Rockwell C) สูงสุดคือ 22 HRC สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำในสภาพแวดล้อม H₂S ขีดจำกัดเทียบเท่าในมาตรฐานอื่น ๆ มีค่าประมาณ 248 HBW หรือ 265 HV เมื่อแปลงให้ตรวจสอบเสมอโดยใช้ตารางการแปลง ASTM E140 แทนที่จะเป็นการประมาณตามกฎเกณฑ์
สามารถใช้ผลลัพธ์ความแข็งเพื่อประมาณความแข็งแรงในการดึงได้หรือไม่?
ใช่ ประมาณ สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน UTS (MPa) ≈ 3.45 × HBW อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์นี้เชื่อถือได้น้อยกว่าสำหรับเหล็กกล้าผสมผสาน เหล็กกล้าไม่ผุ และวัสดุต่างชาติ ASTM E140 และ ASME Section II มีตารางความสัมพันธ์พร้อมช่วงความไม่แน่นอนที่ระบุ การประมาณการดึงที่ได้มาจากความแข็งนั้นสามารถยอมรับได้สำหรับการกลั่น แต่ไม่ใช่ตัวแทนของการทดสอบการดึงในการสร้างรหัส
ความแตกต่างระหว่างการทดสอบความแข็งมาโครวิกเกอร์และการทดสอบความแข็งไมโครคืออะไร?
ความแข็งมาโคร (HV1 และสูงกว่า โดยมีน้ำหนัก ≥ 1 kgf) วัดความแข็งโดยรวมของวัสดุหรือเขตการเชื่อม ความแข็งไมโคร (HV 0.01–0.5 kgf) ใช้ในการวัดความแข็งของคุณสมบัติจุลโครงสร้างแต่ละรายการ — เฟสเฉพาะ สารเก็บตกค้าง หรือการเคลือบบางมาก — โดยที่รอยเยื้องขนาดใหญ่จะเฉลี่ยผ่านส่วนประกอบหลายตัว การสำรวจความแข็งการเชื่อมมักใช้ HV5 หรือ HV10 เป็นวิธีความแข็งมาโครมาตรฐาน
จำเป็นต้องอ่านค่าความแข็งกี่ครั้งสำหรับการสำรวจ PWHT?
การอ่านค่าขั้นต่ำสามครั้งต่อโซน (โลหะฐาน HAZ โลหะเชื่อม) บนใบหน้าแต่ละหน้าของภาพตัดขวางการเชื่อมเป็นวิธีปฏิบัติทั่วไป รหัสเฉพาะกำหนดข้อกำหนดที่ละเอียดกว่า: ASME VIII-1 UHA-51 ต้องการการอ่านความแข็งในการเชื่อมการผลิตในโลหะฐาน P4 และ P5; BS PD 5500 附录 D ระบุรูปแบบการข้ามขั้นต่ำ ใบรับรองต้องแสดงการอ่านค่าแต่ละรายการทั้งหมด ไม่ใช่เพียงค่าสูงสุด
การอบอ่อนหรือ PWHT ลดความแข็งลงเสมอหรือไม่?
PWHT (บรรเทาความเค้น) ลดความเค้นคงเหลือและอบอ่อนจุลโครงสร้างแข็งในเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ โดยทั่วไปลดความแข็ง HAZ อย่างมีนัยสำคัญ การอบอ่อนที่สมบูรณ์ (ความร้อนเหนือระดับอุณหภูมิวิกฤตบนและการระบายความร้อนช้า) ยังลดความแข็ง อย่างไรก็ตาม การอบอ่านในสารละลายของเหล็กกล้าไม่ผุออสเทนนิตไม่ลดความแข็งในลักษณะเดียวกัน — ก็จะละลายสารเก็บตกค้างและทำให้จุลโครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งอาจเพิ่มความแข็งเล็กน้อยในวัสดุที่ผ่านการหล่อบนเย็นอย่างหนัก
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free