Hvernig á að mæla hörku Damaskus hnífs?

一, vísindalegur grundvöllur mælinga á hörku: undirliggjandi rökfræði efniseigna og prófunaraðferða
Hörku Damaskus hnífsins er í meginatriðum getu efnisins til að standast staðbundna aflögun plasts, sem ræðst af samsetningu, smíði og hitameðferðarferli stálsins.
1. Fylgni milli hörku og efniseiginleika
Jákvæð fylgni milli kolefnisinnihalds og hörku
Hörku Damaskus stálsins ræðst aðallega af kolefnisinnihaldi þess. Sem dæmi má nefna að hefðbundið hátt kolefnisstál (svo sem 1095 stál, með kolefnisinnihald 0,95%) getur náð hörku HRC 60 - 62 eftir að hafa slökkt, en lítið kolefnisstál (svo sem 1020 stál, með kolefnisinnihald 0,20%) hefur aðeins hörku HRC 40-45 eftir að hafa klippt. Kolefnisatóm auka verulega hörku stáls með styrkingu fastrar lausnar og úrkomu karbíts (svo sem Fe-C).
Hörkuaukunaráhrif álþátta
Álfelgur eins og króm (CR), mólýbden (MO) og vanadíum (V) auka enn frekar hörku með því að betrumbæta kornastærð og mynda harða karbíð (svo sem CR ₇ C3, VC). Til dæmis getur hörku M390 Damaskus stál (sem inniheldur 20% Cr, 1% mo, 0,6% V) náð HRC 61-63, og slitþol þess er 40% hærri en 1095 stál.
Stjórnun smásjána á hörku
Fellingarferlið Damaskus stál myndar samsett uppbyggingu martensitic fylkis og karbítagnir. Mikill dreifingarþéttleiki martensít (um það bil 10 ¹² cm ⁻ ²) veitir grunn hörku, en karbítagnir (stærð 0,5-5 μ m) virka sem harðir áfangar til að dreifa streitu og seinka aflögun plasts. Til dæmis sýndi rannsókn að fyrir hverja 1% aukningu á rúmmálshlutfalli karbíts eykst hörku um það bil um það bil 0,5 HRC.
2.. Flokkun og notagildi prófunaraðferða
Inndráttaraðferð: Reiknið hörku með því að mæla inndráttarstærð eða dýpt inndráttarins sem er ýtt inn á yfirborð efnisins, þar á meðal Brinell (Hb), Rockwell (HR), Vickers (HV), osfrv.
Rebound aðferð: Notkun meginreglunnar um teygjanlegt aflögun orku losunar er hörku (svo sem hörku strands HS) reiknuð með því að mæla fráköst hæð stálkúlna eða demantar keilur.
Scratch aðferð: Óbeint metur hörku (svo sem MOHS hörku) með því að mæla getu efnisins til að standast rispur, en það er sjaldnar notað fyrir málmefni vegna lítillar nákvæmni þess.
2, Prófunaraðferðir í hörku: meginreglur, búnaður og rekstrarupplýsingar
Fyrir flókna uppbyggingu Damaskus hnífsins (lagskipt samsett, hátt karbíðinnihald) er nauðsynlegt að velja prófunaraðferð sem kemur jafnvægi á nákvæmni og skilvirkni.
1.. Rockwell hörku (HR) próf: iðnaðarstaðall fyrir hratt mat
Meginregla:
Notaðu tígul keilu inndrátt (C kvarða) eða stálkúlu inndráttar (B kvarða) til að ýta á yfirborð efnisins undir upphafsálagi (10 kgf) og aðalálagi (150 kgf), mæla dýpt mismun inndráttar og umbreyttu því í hörku gildi.
Búnaður:
Rockwell Hardness Tester (eins og Wilson Rockwell 2000 serían) með nákvæmni ± 0,5 klst.
Rekstrarstaðlar:
Það þarf að fá yfirborð prófsins í RA minna en eða jafnt og 0,8 μ m til að forðast ójöfnur á yfirborði sem hefur áhrif á niðurstöðurnar.
Inndráttarbilið er meira en eða jafnt og þrisvar sinnum þvermál inndráttar til að koma í veg fyrir streitu ofurstillingu milli aðliggjandi inndráttar.
Fyrir Damaskus hnífar er mælt með því að nota HRC ráðamenn (Diamond Cone inndregna) til að prófa hörku dreifingu blaðsins, bak- og millilaga umbreytingarsvæði.
Kostir og takmarkanir:
Kostir: Hröð prófunarhraði (einn punktur minna en eða jafnt og 10 sekúndur), hentugur fyrir lotuprófanir; Takmarkanir: Inndrátturinn er tiltölulega stór (með þvermál um það bil 0,4 mm), sem getur skaðað heiðarleika mynstrisins.
2.
Meginregla:
Með því að nota venjulegan fermetra pýramída demantur inndrátt, ýttu á yfirborð efnisins undir álagi (venjulega 1-30 kg
Búnaður:
Micro Vickers Hardness Tester (svo sem Buehler Micromet 6000), búinn sjón smásjá (50-1000 x stækkun).
Rekstrarstaðlar:
Prófflötin þarf að vera pússað í spegiláferð (RA minna en eða jafnt og 0,1 μ m) til að forðast rispur sem trufla inndráttarmælingar.
Hleðsluval: Blade (HV0.3-1), bak (HV5-10), til að passa þykkt mismunandi svæða.
Prófun á lagskiptum uppbyggingu: Stöðugt punktur meðfram lóðréttri stefnu blaðsins kross - hlutans til að greina hörkuhlutfallið (svo sem sveiflur í hörku minna en eða jafnt og HV 5 á hvert lag).
Kostir og takmarkanir:
Kostir: lítil inndrátt (ská 0,02-0,2mm), hentugur til smásjárgreiningar; Takmarkanir: Hægur prófunarhraði (um það bil 1 mínúta á stig) og mikill kostnaður.
3. Nanoindentation próf: Hörkugreining við smásjá
Meginregla:
Með því að nota demantur Berkovich inndráttar er ýtt á yfirborð efnisins undir mjög lágu álagi (μ N - Mn stig) og hörku og teygjanlegt stuðull er reiknað út í gegnum dýptarhleðsluferilinn.
Búnaður:
Nanoindentation tæki (svo sem Hysitron Ti 950), tilfærsluupplausn minni en eða jafnt og 0,1 nm, álagsupplausn minni en eða jafnt og 50nn.
Rekstrarstaðlar:
Prófflötin þarf að vera raflausn fáður til að útrýma afgangsálagi frá vélrænni vinnslu.
Prófssvæði: Samanburður á hörku milli karbítagnir (hörku HV 1500-2500) og martensitic fylkis (hörku HV 800-1200).
Gagnavinnsla: Oliver Pharr aðferðin er notuð til að reikna út hörku og íhuga þarf leiðréttingu á skriðáhrifum.
Kostir og takmarkanir:
Kostir: fær um að greina ágreining á nanóskala; Takmarkanir: Dýr búnaður og takmarkað prófunarsvæði (einn punktur minna en eða jafnt og 10 μ m ²).
3, Áskoranir og lausnir fyrir prófanir á hörku: Að takast á við sérstök einkenni Damaskus hnífs
Lagskipt uppbygging, hátt karbíðinnihald og flókið mynstur Damaskus hnífsins stafar af sérstökum kröfum um hörkupróf.
1.
Spurning:
Felling Forging myndar hundruð skiptis harða lag (mikið kolefnisstál) og mjúk lög (lág kolefnisstál), sem leiðir til sveiflna í hörku meðfram þykktarstefnunni.
Lausn:
Próf á lengdarhluta: punktur á hverri 0,1 mm meðfram blaðhlutanum og teiknaðu dreifingarferil hörku.
Lárétt prófun á millilaga: HV0.1 álag er beitt á umbreytingarsvæðinu (þykkt um það bil 0,05 mm) til að forðast inndrátt sem kemst inn í eitt lag.
Mál
Damaskus hnífspróf sýndi að hörku harða lagsins var HV 850, hörku mjúka lagsins var HV 650 og halla milliflokksins náði HV 200/0,1 mm.
2. Magngreining á framlagi karbít agna til hörku
Spurning:
Hörku karbítagnir (stærð 0,5-5 μ m) er mun hærri en fylkisins, en erfitt er að greina á milli framlags þeirra.
Lausn:
Nanoindentation prófun: Þétt punktar viðmótið milli karbíðs og fylkis til að koma á skýringarmynd um dreifingu á dreifingarfasa.
Myndgreining: Sameina SEM - eds (skannar rafeindasmásjá orkudreifandi litrófsgreining) til að tengjast gögnum um hörku við magn karbíðs.
Mál
Prófið á ákveðnu M390 Damaskus stáli sýnir að þegar rúmmálshlutfall karbíðs er 12%, snýst hörkuframlagið um HV 180 (29% af heildar hörku HV 620).
3. Verndunarstefna fyrir heiðarleika mynsturs
Spurning:
Inndráttarprófið getur skaðað yfirborðsmynstur Damaskus hnífsins og dregið úr safngildi þess.
Lausn:
Non eyðileggjandi prófun: Forgangsverkefni er gefið til að nota ultrasonic hörkuprófara (svo sem II. Stig UH-3000 röð) til að mæla óbeint með fylgni milli hljóðhraða og hörku.
Prófun á örsvæðum: Notaðu HV0.01 álag (þvermál inndráttar um það bil 5 μ m) til að fela inndráttinn í mynstri bilinu.
Afritunarprófun: Búðu til málmrit af blaðhlutanum og framkvæmdu eyðileggjandi prófanir á eftirmyndinni.
4, iðnaður iðkun hörkuprófa: Fullt ferli stjórn frá framleiðslu til söfnunar
Mæling á hörku keyrir í gegnum alla líftíma hönnunar, framleiðslu, gæðaskoðun og viðhald Damaskus hnífa.
1.. Hörkueftirlit í framleiðsluferlinu
Hagræðing hitameðferðarferlis:
Stilltu slökkvihitastigið (svo sem klippandi hitastig 1095 stál við 850-880 gráðu), halda tíma og mildunarstærðum (svo sem hörku HRC 58-60 eftir að hafa verið mildað við 200 gráðu í 2 klukkustundir) með endurgjöf við hörku.
Greining á netinu:
Notaðu færanlegan Rockwell hörkuprófa (svo sem Equotip Bambino 2) til að fá skjót sýnatöku á framleiðslulínunni til að tryggja að sveiflur í hörku séu minni en eða jafnar HRC 1.
2.. Hörku staðlar í gæðaskoðunarferlinu
Alþjóðlegir staðlar:
Fylgdu forskriftum eins og ASTM E18 (Rockwell hörku), ISO 6507 (Vickers hörku) og JIS Z 2244 (nanoindentation).
Innri stjórnunarstaðlar fyrirtækja:
Framleiðendur hágæða verkfæra setja strangari staðla, svo sem hörku Blade HRC 60-62 (sveiflur minna en eða jafnt og HRC 0,5) og Blade Back Hardness HRC 50-55.
3.
Hörku breytist á löngum - geymslu:
Reglulega (á 5 ára fresti) nota HV0.3 til að prófa yfirborðs hörku blaðsins og fylgjast með lækkun hörku af völdum tæringar eða vetnisviðbragða.
Staðfesting hörku eftir viðgerð:
Eftir suðu eða mala viðgerð ætti að framkvæma hörku stigpróf innan 10 mm frá viðgerðarsvæðinu og umhverfi þess til að tryggja að það sé ekkert mýkingarsvæði (hörku minnkar minna en eða jafnt og HV 50).
5, Framtíðarþróunin á hörkumælingu: Vitsmunir og Multi -
AI aðstoðaði hörku spá:
Með því að nota vélanámslíkön eins og handahófi skóga, ásamt samsetningu stáls, hitameðferðarbreytna og myndavélar, er hægt að spá fyrir um hörkudreifingu til að draga úr raunverulegu prófunar álagi.
Multi Scale hörku persónusköpun:
Koma á fullu - kvarða hörku gagnagrunni með því að sameina nanoindentation (Micro), Vickers Hardness (Meso) og Rockwell Hardness (Macro) til að leiðbeina verkfærahönnun.
Prófunartækni á staðnum:
Þróa sameinað kerfi Synchrotron geislunar x - geisladreifingar (sr - xrd) og hörkuprófanir til að fylgjast með umbreytingu fasa og hörkubreytingar meðan á hleðsluferlinu stendur í rauntíma.
https: //www.js - outdoorproduct.com/damascus - hníf/damascus - vasa- hníf - með- abalone - shell.html