铸造材料检验及判定.pptx

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常见材料检验项目及判定主讲人:

易金生大纲一.原物料检验三.产品检验a.熔解材料a.非破坏性检验c.喷漆件性能检验生铁射线检验附着力试验废钢磁粉探伤检验硬度试验有色金属涡电流检验耐磨试验b.专用物料超音速检验水煮试验染色探伤检验RCI试验二.成型材料b.破坏性检验光泽度试验硅砂硬度检验色差试验黏土拉伸检验膜厚检验生煤粉抗折试验盐雾试验覆膜砂冲击试验环保试验楔形试验耐久试验拔脱试验化学成分（基体组织检验）一.原物料检验a.熔解材料生铁化学成分，Ti含量，产地（生产形态）废钢化学成分，镀锌板有色金属单一元素含量，杂项元素含量b.专用物料孕育剂化学成分，粒度，水含量球化剂化学成分，粒度，水含量（镁线）二.成型材料硅砂粒度指数，粒度分布，含泥量黏土水分，粒度，膨润度，胶质价，自由膨涨容积，吸蓝量，复用性生煤粉粒度，碳硫含量，灰分量，含水量水质酸碱度，矿物盐覆膜砂粒度，热间强度，常温抗折，混砂效果硅砂粒度检测黏土检测黏土检测煤粉:

揮發份、灰分、水分检测水质检测污染水质会破坏活化膨润土的离子结合能力.三.产品检验a.非破坏性检验射线检验内部缺陷，客户检验规范磁粉探伤检验外部缺陷，内部缺陷，客户检验规范涡电流检验内部缺陷，客户检验规范超音速检验音速值，客户检验规范（染色探伤检验）（化学成分/金相组织/硬度）b.破坏性检验硬度检验拉伸检验抗折试验冲击试验楔形试验化学成分基体组织检验耐久试验拔脱试验布氏硬度计布氏硬度（HB）适用于铸件素材表面硬度测试,荷重:

3000Kg（钢珠直径=10mm）荷重:

750Kg（钢珠直径=5mm）透过20倍放大镜,读取铸件素材表面钢珠压痕的直径,（如：

4.3;4.1）,再查表读取硬度值.硬度试片的长宽尺寸必须是钢珠2.5倍以上.每次测试前,必须先将测头放松转动钢珠,然后再锁紧测头及进行硬度测试作业.进行荷重750Kg硬度测试时,必须必取下砝码再更换5mm钢珠,才可进行硬度测试作业.恢复荷重3000Kg硬度测试时,必须先换回10mm钢珠,再放回砝码,才可进行硬度测试作业.进行硬度测试作业,荷重达到红线时,必须持压30秒,才可打开泄压阀泄压.进行本体硬度测试作业前,必须先将黑皮面往下磨除12mm,并且保持受测面平整.进行硬度测试作业时,受测面与平台必须保持平行密贴.洛氏硬度计（HR）洛氏硬度计洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。

以0.002毫米作为一个硬度单位。

当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

洛氏硬度计HRA：

是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：

是采用100kg载荷和直径1.59mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：

是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）B1.588/mm钢球980.7（100）HRB20-100C120金刚石1471（150）HRC20-70A120金刚石588.4（60）HRA20-88进行洛氏硬度测试作业前,必须先将试片上下面加工磨平,使确保受测面平整.HRB.（HRA）测试作业前,应先将砝码取下,然后更换球形测头.（楔形测头）,最后再进行测试.HRC测试作业前,应先更换楔形测头,然后将砝码放回,最后再进行测试.洛氏硬度表内圈红字为HRB硬度值,外圈黑字为HRC硬度值.维克氏硬度计（HV）维克氏硬度（HV）维氏硬度是以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用试验力除以材料压痕表面积的商就是维氏硬度值。

适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。

小负荷维氏硬度试验负荷1.949.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度试验负荷1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。

维氏硬度计一般分类三种:

一.维氏硬度计一般指最大负荷在10-50Kg的维氏硬度试验机二.小负荷维氏硬度计一般指最大负荷在5Kg的维氏硬度试验机三.显微维氏硬度计一般指最大负荷在1Kg的维氏硬度试验机维氏硬度值计算公式：

HV=常数试验力/压痕表面积0.1891Fd2F:

试验力（单位N）；d:

压痕两对角线d1.d2的算术平均值（单位mm）。

实用中是根据对角线长度d通过查表可得到维氏硬度值。

维克斯硬度,一般是测试加工后的铸件.一般铸造业使用的维克斯硬度计为20Kg.进行维克斯硬度测试作业前,必须先将试片上下面加工磨平,测试面必须实施抛光.进行维克斯硬度测试作业时,必须将试片定位及夹平,测试位置要避开有石墨的部位.维克斯硬度测试终了时,透过目视镜调整左右垂直线与楔形凹槽尖角切齐.透过目视镜调整左右垂直线时,绝对禁止将两垂直线重迭或逾越.万能材料试验机:

抗拉试验:

测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验，又称抗拉试验。

它是材料机械性能试验的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。

抗拉强度试验机就是取一个样品，在这个试验机上采用拉或压的方式来测量定样品的，拉或压到它断裂时的一个荷重值。

此种仪器有拉长或压缩长度显示和断裂时的最大荷重值。

仪器依最大量程的不同，型号和操作方式也有所不同。

拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。

利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。

从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。

金属拉伸试验的步骤可参见ASTME-8标准。

或依客户指定标准、本体取样进行测试。

试棒规格大致如下:

本体取样测试,一般是依客户所指定位置取样,试棒加工量至少需2.5mm。

抗拉强度试样拉断前承受的最大标称拉应力。

抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。

对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致上的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有（或很小）均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。

符号为RM，单位为MPA。

抗拉强度的定义及符号表示：

试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后，随着横向截面尺寸明显缩小，在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（），称为抗拉强度或者强度极限（b），单位为N/mm2（Mpa）。

它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。

计算公式为：

=Fb/SoFb:

试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；So:

试样原始横截面积，mm2。

抗拉强度（Rm）:

材料在拉断前承受最大应力值。

钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。

当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。

此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。

单位:

kn/mm2（单位面积承受的公斤力）抗拉强度：

extensionalrigidity.抗拉强度=Eh，E为杨氏模量，h为材料厚度拉伸试验测定材料的一系列强度指标和塑性指标。

强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。

材料在承受拉伸载荷时，当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服。

产生屈服时的应力，称屈服点或称物理屈服强度，用S（帕）表示。

工程上有许多材料无明显的屈服点，通常把材料产生的残余塑性变形为0.2%时的应力值作为屈服强度，称条件屈服极限或条件屈服强度，用0.2表示。

材料在断裂前所达到的最大应力值，称抗拉强度或强度极限，用b（帕）表示。

拉伸试验塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力，常用的塑性指标是延伸率和断面收缩率。

延伸率又叫伸长率,是指材料试样受拉伸载荷折断后,总伸长度同原始长度比值的百分数,用表示。

断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后，断面缩小的面积同原截面面积比值的百分数，用表示。

条件屈服极限0.2、强度极限b、伸长率和断面收缩率是拉伸试验经常要测定的四项性能指标。

此外还可测定材料的弹性模量E、比例极限p、弹性极限e等。

拉伸试验图条件屈服极限0.2伸长率强度极限b抗折试验:

挠度试验:

抗折试验:

细长物体在受力后变形截断的度量。

灰口铸铁依铸件肉厚不同,抗折试棒分为两种:

铸件肉厚在15mm以下,使用20x350mmL（抗折支点300mm）铸件肉厚在15mm以上,使用30x500mmL（抗折支点450mm）公式:

抗折强度（MPa）Rf=3PfL/2bh公式中Pf-破坏荷重（KN）L-支撑圆柱中心距0.45mb.h-试件断面宽和高,都是0.04m挠度试验:

指试棒（片）在万能材料机上受力后弯曲变形程度的度量。

试棒的挠度是指在变形时,其轴线上各点在该点处轴线法平面内的位移量。

薄板或薄壳的挠度,是指中面上各点在该点处中面法线上的位移量。

物体上各点挠度随位置和时间变化的规律称为挠度函数或位移函数。

通过求挠度函数来计算,应变和应力是固体力学的研究方法之一。

试棒（片）挠度等于变形量的最大值,当超过变形量的最大值时,试棒（片）就会截断。

挠度与弯矩的关系挠度-弯曲变形时横截面形中心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度，用y表示。

简言之就是指梁、桁架等受弯构件荷载作用下的最大变形，通常指竖向方向的,就是构件的竖向变形.挠曲线，平面弯曲时，梁的轴线将变为一条在梁的纵对称面内的平面曲线，该曲线称为梁的挠曲线。

挠度与荷载大小、构件截面尺寸以及构件的材料物理性能有关。

弯曲试验测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，是材料机械性能试验的基本方法之一。

弯曲试验主要用于测定脆性和低塑性材料（如铸铁.高碳钢.工具钢等）的抗弯强度并能反映塑性指标的挠度。

弯曲试验还可用来检查材料的表面质量。

弯曲试验在万能材料机上进行，有三点弯曲和四点弯曲两种加载荷方式。

试样的截面有圆形和矩形，试验的跨距一般为直径的10倍。

对于脆性材料弯曲试验一般只产生少量的塑性变形即可破坏，塑性材料的弯曲试验称为冷弯试验。

试验时将试样加载，使其弯曲到一定程度，观察试样表面有无裂缝。

冲击试验机冲击试验片图:

10x10x40mmL冲击试验冲击试验一种动态力学性能试验，主要用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功Ak。

将Ak除以缺口处横截面积F，则得冲击韧度ak，单位为J/cm2。

又叫冲击韧性试验。

根据试样形状和破断方式，冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲击试验三种。

横梁式弯曲冲击试验法操作简单，应用最广。

标准试样以U形缺口试样和V形缺口试样为主。

同一种金属材料，缺口越尖越深，则塑性变形体积愈小，吸收功也愈小，材料的韧性也就愈低。

因此，对于不同尺寸和缺口的试样，所得结果不能互相换算和比较。

在工程上主要是用它评定冶金质量和加工工艺质量，以及测定韧性脆性转变温度。

韧性脆性转变是金属材料随温度降低由韧性状态过渡到脆性状态致使冲击韧度急剧降低的现象。

从韧性角度选材，最重要的是要知道韧性-脆性转变温度Tk（）。

Tk通常是根据冲击功（或冲击韧度）、断口形貌特征、变形特征与温度的关系求得。

求取Tk的方法是：

选取一定冲击功所对应的温度为Tk.若用夏比V形缺口试样，则对应于冲击功为15英尺-磅（20.34J）的Tk用V15TT表示.或用断口面积上出现50结晶状断口时的温度为Tk,以50FATT表示.还有以冲击功曲线开始上升的温度来定义Tk，为零塑性转变温度,用NDT表示.显然,Tk因选用标准