1. Thang đo độ cứng chính được sử dụng để kiểm tra cuộn thép mạ kẽm là gì? Phạm vi áp dụng tương ứng của họ là gì?
Thang đo độ cứng Rockwell B (HRB) được sử dụng phổ biến nhất để kiểm tra độ cứng của cuộn thép mạ kẽm, tiếp theo là độ cứng Vickers (HV) và độ cứng Brinell (HB). Kiểm tra độ cứng Rockwell bao gồm việc ép một quả bóng thép cứng có đường kính nhất định vào bề mặt mẫu dưới một tải trọng xác định. Giá trị độ cứng được xác định bằng cách đo độ sâu vết lõm; độ sâu càng lớn thì độ cứng càng thấp. Phương pháp này nhanh chóng và không yêu cầu đo đường chéo vết lõm nên được sử dụng rộng rãi để kiểm soát chất lượng trong sản xuất. Vì vật liệu nền của tấm thép mạ kẽm chủ yếu là thép-cacbon thấp và thép hợp kim-thấp, với độ dày thường dao động từ 0,3 đến 5,0 mm nên thang đo HRB đặc biệt phù hợp. Tổng tải trọng của nó là 100 kg, sử dụng một mũi khoan bi thép có đường kính 1/16 inch. Khi độ bền vật liệu cơ bản cao và độ cứng vượt quá HRB 100, có thể sử dụng thang đo HRC hoặc HRA (sử dụng đầu đo hình nón kim cương) và phải kiểm soát độ sâu của vết lõm để tránh hỏng đầu đo. Độ cứng Vickers (HV) rất linh hoạt và thích hợp để đánh giá độ cứng của các mặt cắt ngang tấm mỏng hoặc các vùng cực nhỏ. Tuy nhiên, tốc độ kiểm tra chậm và yêu cầu độ phẳng bề mặt cao của mẫu nên chủ yếu được sử dụng để kiểm tra trọng tài chất lượng. Trong thực hành kỹ thuật, máy đo độ cứng Leeb cũng thường được sử dụng để-thử nghiệm không-phá hủy tại chỗ, trong đó HRB và HV là tốt nhất. Kết quả kiểm tra sau đó được chuyển đổi thành giá trị độ bền kéo để xác định vật liệu.
2. Các cấp độ cứng của cuộn mạ kẽm được phân loại từ mềm nhất đến cứng nhất theo mức độ cứng của chúng như thế nào?
Trả lời: Các cấp độ cứng của cuộn mạ kẽm được phân thành năm cấp độ từ mềm nhất đến cứng nhất tùy theo mức độ làm cứng của vật liệu cơ bản sau khi cán nguội và trạng thái ủ của nó. Trạng thái mềm được ủ (thường được ký hiệu là S) tương ứng với độ cứng khoảng HRB 85{14}}110. Vật liệu nền đã trải qua quá trình ủ kết tinh lại hoàn toàn nên có cấu trúc đồng nhất và độ dẻo tốt, thích hợp cho dập sâu. 1/8 cứng tương ứng với HRB 50-71, HV 95-130. Vật liệu cơ bản đã trải qua quá trình cán nguội nhẹ và cứng lại, được sử dụng để uốn nông và các bộ phận uốn thông thường. 1/4 cứng tương ứng với HRB 65-80, HV 115-150. Nó có độ bền nhất định và duy trì khả năng định dạng tốt, thích hợp để vẽ các bộ phận hình trụ nông và các giá đỡ kết cấu{10}}/2 cứng tương ứng với HRB 74-89, HV 135-185. Độ bền được cải thiện hơn nữa, được sử dụng cho các bộ phận và bộ phận kết cấu chung có yêu cầu chịu tải nhất định. Vật liệu cứng hoàn toàn tương ứng với HRB 85 trở lên và HV 170 trở lên. Vật liệu nền không được ủ hoặc chỉ được ủ nhẹ, duy trì trạng thái cứng cường độ cao sau khi cán nguội. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ cứng cao và không cần tạo hình phức tạp, chẳng hạn như tấm mái và ngói tôn.
3. Cấp độ cứng của cuộn mạ kẽm được thể hiện như thế nào trong-thép cường độ cao và vật liệu cấp kết cấu?
Trả lời: Đối với thép có độ bền-hợp kim thấp và thép cuộn mạ kẽm hai lớp, giá trị độ cứng không thể được sử dụng trực tiếp làm chỉ định cấp nữa nhưng cấp cường độ có thể được phản ánh gián tiếp thông qua phạm vi độ cứng. Ví dụ: theo tiêu chuẩn EN 10292, thép cường lực mạ kẽm nhúng nóng-nhúng-được chia thành nhiều loại dựa trên cường độ chảy, chẳng hạn như HX260LAD, HX300LAD, HX340LAD, HX380LAD và HX420LAD. Độ bền được cải thiện bằng cách bổ sung các nguyên tố vi hợp kim như Nb và Ti thông qua việc tăng cường kết tủa và sàng lọc hạt. Trong số đó, HX380LAD và các loại cao hơn có thể đạt độ bền kéo trên 550 MPa, tương ứng với độ cứng khoảng HRB 85~95 và HV 170~210. Trong tiêu chuẩn ASTM A653, cấp độ của thép hợp kim thấp{20}độ bền cao (HSLAS) trực tiếp biểu thị cường độ chảy tối thiểu thông qua chỉ định cấp độ. Các loại thép cần đáp ứng các yêu cầu về độ cứng bắt buộc được liệt kê riêng trong tiêu chuẩn và các điều kiện kiểm tra độ cứng được quy định rõ ràng. Đối với các tấm thép mạ kẽm kết cấu (sê-ri S) như S220GD và S350GD theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 10147, bản thân tiêu chuẩn này không yêu cầu giá trị độ cứng, nhưng trong sản xuất thực tế, độ cứng được sử dụng làm chỉ báo kiểm soát quy trình để biết trạng thái ủ và độ ổn định của quy trình.
4. Mối quan hệ chuyển đổi giữa độ cứng và độ bền là gì và ứng dụng của nó trong kỹ thuật là gì?
Đáp: Đối với thép cacbon và thép hợp kim thấp-được sử dụng trong cuộn mạ kẽm, có mối tương quan thuận tuyến tính tốt giữa độ cứng Rockwell (HRB) và độ bền kéo. Trong thực tế công nghiệp, một công thức thực nghiệm thường được sử dụng để chuyển đổi gần đúng: Độ bền kéo (MPa) ≈ 3,2 × HRB + 150 (Công thức này áp dụng cho thép cacbon-thấp có dải HRB từ 50~100). Kiểm tra độ cứng rất đơn giản và nhanh chóng, đồng thời có thể được thực hiện liên tục trên dây chuyền sản xuất dạng dải, trong khi kiểm tra độ bền kéo yêu cầu cắt các mẫu tiêu chuẩn và-tốn thời gian. Do đó, kiểm tra độ cứng được sử dụng rộng rãi trong kiểm soát chất lượng quy trình để ước tính nhanh chóng các tính chất cơ học của các bộ phận. Tại khu vực kỹ thuật, người vận hành sử dụng máy đo độ cứng Leeb hoặc máy đo độ cứng Rockwell di động để thực hiện kiểm tra độ cứng trên cuộn mạ kẽm hoặc thành phẩm, chuyển đổi giá trị HRB thành giá trị độ bền kéo bằng cách tham khảo các bảng, sau đó xác định xem vật liệu có đáp ứng các yêu cầu thiết kế theo các tiêu chuẩn như GB/T 700 và GB/T 1591. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mối quan hệ chuyển đổi này chỉ áp dụng để so sánh cùng loại thép và các điều kiện xử lý nhiệt tương tự. Đối với cuộn dây mạ kẽm có hệ thống thành phần khác nhau (chẳng hạn như thép IF và phốt pho{14}}chứa thép cường độ cao), không thể áp dụng trực tiếp cùng một công thức chuyển đổi trên các vật liệu.
5. Bản thân lớp mạ kẽm có ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra độ cứng không? Làm thế nào để vận hành chính xác để có được độ cứng thực sự của chất nền?
Trả lời: Ảnh hưởng của lớp mạ kẽm đến kết quả kiểm tra độ cứng của chất nền nhìn chung là không đáng kể. Độ dày của lớp mạ kẽm thường nằm trong khoảng từ 5 đến 30 micromet (tổng cho cả hai mặt, khoảng 2,5 đến 15 micromet cho một mặt), trong khi độ sâu vết lõm của dụng cụ thử bi thép kiểm tra độ cứng Rockwell trên bề mặt kim loại thường đạt 0,1 đến 0,5 mm. Độ sâu vết lõm vượt xa độ dày của lớp mạ kẽm. Do đó, giá trị độ cứng đo được chủ yếu được xác định bởi nền thép; lớp kẽm chỉ cung cấp một lớp bề mặt nông và sự đóng góp của nó vào khả năng chống lõm là không đáng kể. Baosteel cũng nêu rõ trong thông số kỹ thuật sản phẩm của mình rằng ảnh hưởng của chính lớp mạ kẽm đến giá trị độ cứng là không đáng kể. Tuy nhiên, để đảm bảo tính chính xác của kết quả kiểm tra, vẫn cần lưu ý các điểm vận hành sau: Đầu tiên, trước khi kiểm tra, lớp giàu kẽm và vết dầu trên bề mặt điểm kiểm tra có thể được loại bỏ nhẹ nhàng bằng giấy nhám mịn, nhưng nên tránh chà nhám quá nhiều để tránh làm hỏng lớp nền; thứ hai, phải lấy ít nhất 35 điểm kiểm tra theo hướng chiều rộng và chiều dài để loại bỏ các lỗi điểm đơn lẻ; cuối cùng, khi có sự dao động độ cứng theo chiều dọc rõ ràng trong cuộn mạ kẽm, nó thường phản ánh các vấn đề về quy trình như nhiệt độ ủ không đồng đều trước khi mạ, thay vì sai lệch do chính lớp phủ gây ra và cần được xác nhận bằng thử nghiệm độ bền kéo và phân tích cấu trúc vi mô. Đối với các sản phẩm được phủ dày{15}}có độ dày lớp phủ cực lớn (chẳng hạn như vượt quá 80 micromet), nên mài nhẹ bề mặt thử nghiệm của mẫu xuống lớp nền trước khi thực hiện kiểm tra độ cứng để thu được giá trị độ cứng nền chính xác và đáng tin cậy nhất.