Kako izmjeriti tvrdoću noža damasku?

一, naučna osnova mjerenja tvrdoće: temeljna logika materijalnih svojstava i metoda ispitivanja
Tvrdoća noža Damasku u suštini je sposobnost njegovog materijala da se odupiru lokalnoj plastičnoj deformaciji, koja određuje sastav, mikrostrukturom i procesu termičke obrade čelika.
1. Korelacija između svojstava tvrdoće i materijala
Pozitivna povezanost između sadržaja i tvrdoće ugljika
Tvrdoća damasku čelika uglavnom se određuje njenim sadržajem ugljika. Na primjer, tradicionalni čelik visokog ugljika (kao što je 1095 čelik, sa udjelom ugljika od 0,95%) može postići tvrdoću HRC-a 60 - 62 nakon gašenja, dok je čelik sa niskim ugljikom (kao što je 1020 čelik sa sadržajem ugljika od 0,20%) nakon gašenja samo HRC-a 40-45. Ugljični atomi značajno poboljšavaju tvrdoću čelika kroz jačanje čvrstog rješenja i količine karbida (kao što su FE-C).
Efekt za poboljšanje tvrdoće elemenata legure
Legurni elementi poput kroma (CR), molibden (MO) i vanadijum (v) daljnje poboljšavaju tvrdoću preradom veličine zrna i formiranje tvrdog karbida (poput CR ₇ C3, VC). Na primjer, tvrdoća M390 Damaskus čelika (koja sadrži 20% CR, 1% MO, 0,6% V) može dostići HRC 61-63, a nosila je nosivost 40% veća od 1095 čelika.
Kontrola mikrostrukture na tvrdoću
Preklopni proces kovanja Damaskus čelika čini kompozitnu strukturu martenzičkih matričnih i čestica karbida. Visoka gustoća dislokacije martensite (oko 10 ¹² cm ⁻ ²) pruža osnovnu tvrdoću, dok čestice karbida (veličine 0,5-5 μ m) djeluju kao teške faze za raširenje stresa i odgode plastične deformacije. Na primjer, studija je pokazala da se za svakih 1% povećanja frakcije zapremina karbida, tvrdoća se povećava za otprilike HRC 0,5.
2 Klasifikacija i primjena metoda ispitivanja tvrdoće
Metoda uvlačenja: izračunati tvrdoću mjerenjem veličine uvlačenja ili dubine udubljenja pritisnutog u površinu materijala, uključujući Brinell (HB), Rockwell (HV), vickers (HV), itd.
Metoda odbijanja: Korištenje principa oslobađanja energije elastične deformacije, tvrdoća (kao što je tvrdoća obale HS) izračunava se mjerenjem visine odbijanja čeličnih kuglica ili dijamantskih konusa.
Metoda ogrebotina: Indirektno ocjenjuje tvrdoću (poput tvrdoće MUP-a) mjerenjem sposobnosti materijala da se odupru ogrebotinama, ali manje se koristi za metalne materijale zbog slabe tačnosti.
2, glavna metoda ispitivanja tvrdoće: principi, oprema i specifikacije rada
Za složenu strukturu noža damaske (slojeviti kompozitni sadržaj visokog karbida) potrebno je odabrati metodu ispitivanja koja uravnotežuje tačnost i efikasnost.
1. Tvrdoća (HR) test: industrijski standard za brzu procjenu
Načelo:
Koristite Diamond Cone Indencer (C Skala) ili čelični kuglica (B ljestvica) da pritisnete površinu materijala pod početnim opterećenjem (10kgf) i glavnim opterećenjem (150kgf), izmjerite dubinu uvlačenja i pretvorite u vrijednost tvrdoće.
Oprema:
Tester za tvrdoće Rockwell (kao što je Wilson Rockwell 2000 serija) sa tačnošću od ± 0,5 hr.
Operativni standardi:
Testna površina treba polirati u RA manju ili jednaku 0,8 μ m kako bi se izbjegla hrapavost površine koja utječe na rezultate.
Razmak za uvlačenje je veći ili jednak 3 puta veća promjera uvlačenja kako bi se spriječilo stres superpozicija između susjednih udubljenja.
Za Damaskus noževe preporučuje se korištenje HRC vladara (Diamond Cone Indentents) za testiranje raspodjele tvrdoće sečiva, natrag i prelazne zone interlayer-a.
Prednosti i ograničenja:
Prednosti: Brza brzina ispitivanja (pojedinačna tačka manja ili jednaka 10 sekundi), pogodna za testiranje batcha; Ograničenja: Uvlačenje je relativno veliko (s promjerom oko 0,4 mm), što može oštetiti integritet obrasca.
2. Testiranje tvrdoće (HV): visoko - precizna mikroskopska analiza
Načelo:
Koristeći običan kvadratni piramidni dijamant, pritisnite površinu materijala ispod opterećenja (obično 1-30ggf), izmjerite dijagonalnu dužinu uvlačenja i izračunajte vrijednost tvrdoće (HV =1.8454 × f / d ², f je opterećenje, d je dijagonalna srednja vrijednost).
Oprema:
Micro Vickers Tester tvrdoće (kao što je Buehler Micromet 6000), opremljen optičkim mikroskopom (uvećanjem 50-1000 x).
Operativni standardi:
Ispitna površina treba polirati u zrcalnu završnu obradu (RA manji od ili jednak 0,1 μ m) kako bi se izbjegle ogrebotine koje se miješaju u mjerenja udubljenja.
Odabir opterećenja: sečivo (HV0.3-1), nazad (HV5-10), kako bi odgovarao debljini različitih područja.
Ispitivanje slojevitih struktura: kontinuirano tačka duž vertikalnog smjera presjeka sečiva - za analizu gradijenta tvrdoće (poput fluktuacije tvrdoće manje od ili jednako HV 5 po sloju).
Prednosti i ograničenja:
Prednosti: Mala uvlačenje (dijagonala 0,02-0,2 mm), pogodna za mikroskopsku analizu; Ograničenja: Spor brzina ispitivanja (oko 1 minute po točki) i visokih troškova.
3. Nanoindentacijsko testiranje: analiza tvrdoće u mikroscileu
Načelo:
Koristeći Diamond Berkovich Induncer, površina materijala se pritisne pod ekstremno niskim opterećenjima (μ n - MN nivo), a tvrdoća i elastični modul izračunavaju se kroz krivulju opterećenja uvlačenje udubljenja.
Oprema:
Nanoindentation Instrument (kao što je Hysitron Ti 950), razlučivost pomaca manje od ili jednaka 0,1nm, rezolucija učitavanja manja ili jednaka 50NN.
Operativni standardi:
Testna površina mora biti elektrolitička polirana kako bi se eliminirao preostali stres od mehaničke obrade.
Testno područje: usporedba tvrdoće između čestica karbida (tvrdoća HV 1500-2500) i martenzitna matrica (tvrdoća HV 800-1200).
Obrada podataka: Oliver Pharr metoda koristi se za izračunavanje tvrdoće, a potrebno je uzeti u obzir korekciju efekata puzanja.
Prednosti i ograničenja:
Prednosti: sposobna razlikovati razlike u tvrdoći nanoskalnoj tvrdoći; Ograničenja: skupa oprema i ograničeno testiranje (pojedinačna tačka manja ili jednaka 10 μ m ²).
3, izazovi i rješenja za testiranje tvrdoće: suočavanje sa posebnim karakteristikama noža Damask
Slojevita struktura, visoki karbidni sadržaj i složen uzorak noža damaske predstavlja posebne zahtjeve za testiranje tvrdoće.
1. GRAĐANI Čvrstoće analiza slojevitih struktura
Pitanje:
Sklopivi kovanje čini stotine naizmjeničnih tvrdog sloja (visoko ugljični čelik) i mekih slojeva (niski ugljični čelik), što rezultira fluktuacijama u tvrdoću duž smjera debljine.
Rješenje:
Uzdužni presjek test: Dot svaki 0,1 mm duž presjeka oštrice i nacrtajte krivulju distribucije tvrdoće.
Horizontalno ispitivanje međubrana: HV0.1 Opterećenje se primjenjuje u prelaskom zoni interlayer (debljina od oko 0,05 mm) kako bi se izbjeglo uvlačenje prodora s jednim slojem.
slučaj
Test noža u Damasku pokazao je da je tvrdoća tvrdog sloja HV 850, tvrdoća meke sloja bila je HV 650, a gradijent tvrdoće interneta dosegao je na HV 200 / 0,1 mm.
2. Kvantifikacija doprinosa čestica karbida na tvrdoću
Pitanje:
Tvrdoća čestica karbida (veličine 0,5-5 μ m) mnogo je veća od matrice, ali tradicionalne metode ispitivanja teško je razlikovati njihove doprinose.
Rješenje:
Nanoindentacijsko testiranje: gusto tački sučelje između karbida i matrice za uspostavljanje dijagrama raspodjele faza tvrdoće.
Analiza slike: Kombinujte sem - EDS (skeniranje elektrona mikroskopije energije disperzivne spektroskopije) za korelaciju podataka tvrdoće s frakcijom volumena karabida.
slučaj
Ispitivanje određenog m390 Damask čelika pokazuje da je kada je jačini dio karbida 12%, doprinos tvrdoće je oko HV 180 (29% ukupne tvrdoće HV 620).
3. Strategija zaštite za integritet uzorka
Pitanje:
Test uvlačenja može oštetiti površinski uzorak noža damaske i smanjiti njegovu kolekcionaru vrijednost.
Rješenje:
Nerazorno ispitivanje: Prioritet se daje korištenju ispitivača ultrazvučne tvrdoće (poput faze II UH-3000 serije) za indirektno mjerenje korelacije između brzine zvuka i tvrdoće zvuka.
Ispitivanje mikro područja: Koristite HV0.01 opterećenje (prečnik uvlačenja od oko 5 μ m) za skrivanje uvlačenja u jaz u obliku uzorka.
Ispitivanje kopiranja: Stvorite metalografski uzorak presjeka oštrice i provedite destruktivne testiranje na repliku.
4, industrijska praksa testiranja tvrdoće: potpuna kontrola procesa iz proizvodnje u prikupljanje
Mjerenje tvrdoće prolazi kroz cjelokupni životni ciklus dizajna, proizvodnje, inspekcije kvalitete i održavanje Damask noževa.
1. Kontrola tvrdoće u proizvodnom procesu
Optimizacija procesa za obradu topline:
Podesite temperaturu pretraga (poput gašenja temperature od 1095 čelika u 850-880 stepeni), zadržavanje vremena i parametre temperamenta (poput tvrdoće HRC 58-60 nakon kaljenja u 200 stepeni za 2 sata) kroz testiranje tvrdoće.
Online detekcija:
Koristite prenosni tester tvrdoće (poput Equotip Bambino 2) za brzo uzorkovanje na proizvodnoj liniji kako bi se osiguralo da su fluktuacije tvrdoće manje ili jednake HRC 1.
2. Standardri standardi u procesu inspekcije kvaliteta
Međunarodni standardi:
Slijedite specifikacije poput ASTM E18 (tvrdoća Rockwell), ISO 6507 (Vickers tvrdoća) i JIS Z 2244 (Nanoindentacija).
Standardi interne kontrole preduzeća:
Proizvođači visokog krajnjeg alata postavili su strože standarde, poput tvrdoće oštrice HRC 60-62 (fluktuacija manja ili jednaka HRC 0,5) i leđa za leđa HRC 50-55.
3. Praćenje tvrdoće za prikupljanje i održavanje
Tvrdoća se mijenja tokom dugog skladištenja -:
Redovno (svakih 5 godina) Koristite HV0.3 za testiranje površinske tvrdoće oštrice i nadgledanje smanjenja tvrdoće uzrokovane korozijom ili vezom za vodikovo.
Provjera tvrdoće nakon popravka:
Nakon popravke zavarivanja ili brušenja, test gradijenta tvrdoće treba provesti u roku od 10 mm popravnog prostora i okoline kako bi se osiguralo da nema omekšavajuće zone (smanjenje tvrdoće manje od ili jednako HV 50).
5, budući trend mjerenja tvrdoće: inteligencija i multi - integracija skale
Predviđanje tvrdoće AI:
Korištenjem mašina za učenje mašina kao što su nasumične šume, u kombinaciji sa kompozicijom čelika, parametara toplotnog tretmana i slikama mikrostrukture, može se predvidjeti distribucija tvrdoće za smanjenje stvarnog opterećenja ispitivanja.
Karakterizacija tvrdoće više razmjera:
Uspostavite potpuno - bazu podataka mjerenja kombinirajući nanoindentacijsku (mikro), Vickers tvrdoća (MESO), te Rockwell tvrdoća (makro) za vođenje dizajna alata.
U tehnologiji testiranja tvrdoće:
Razviti kombinirani sustav sinhrotron zračenja X - Ray Difraction (SR - XRD) i testiranje tvrdoće za nadgledanje fazne tranzicije i tvrdoće promjene u stvarnom vremenu u stvarnom vremenu.
HTTPS: //www.js - Outdoorproduct.com/damascus - džep - nož - nož - sa - školjkama.html