Panduan Pengujian Kekerasan Tempa: Brinell, UCI, Vickers, Rockwell

Mengapa ini penting

Kekerasan adalah proksi mekanis paling sederhana untuk kekuatan, kualitas mikrostruktur, dan (dalam layanan asam) kerentanan terhadap retak tegangan sulfida. Untuk fitting dan flensa tempa, empat pengujian kekerasan mendominasi: Brinell, Vickers (makro dan mikro), Rockwell, dan metode UCI portabel. Masing-masing diatur oleh standar seri ASTM E dan masing-masing memiliki jendela penggunaan tertentu. Pembeli yang memilih metode yang salah akan mendapatkan hasil yang tidak dapat dipertahankan saat penerimaan. Panduan pengujian kekerasan tempa ini menjelaskan Brinell, UCI, Vickers, dan Rockwell sehingga pembeli menentukan pengujian yang tepat sejak awal.

Strategi pengujian kekerasan tempa yang benar menggabungkan presisi meja kerja dengan verifikasi portabel.

Penjelasan metode per metode

Brinell — ASTM E10. Bola tungsten karbida 10 mm ditekan ke permukaan dengan beban 500–3000 kgf. Diameter indentasi diukur secara optis dan dikonversi menjadi Angka Kekerasan Brinell (HBW). Indentasi besar merata-rata mikrostruktur tempa kasar, itulah sebabnya Brinell menjadi default untuk fitting tempa, flensa, dan coran. Maksimum tipikal untuk layanan asam sesuai NACE MR0175 adalah 250 HBW untuk logam induk baja karbon.

Vickers — ASTM E92 (makro) dan ASTM E384 (mikro). Piramida intan (sudut 136°) meninggalkan indentasi persegi di bawah beban dari 1 gf (kekerasan mikro) hingga 120 kgf. Diagonal diukur secara optis. Vickers lebih disukai untuk lintasan melintasi las (survei HAZ) dan untuk bagian tipis — NACE MR0175 menentukan HV 10 atau HV 5 untuk lintasan kekerasan lasan.

Rockwell — ASTM E18. Kerucut intan (Brale, skala C) atau bola baja (skala B) ditekan di bawah beban minor + mayor; perbedaan kedalaman terbaca langsung dalam HRC atau HRB. Tercepat dari pengujian meja, tanpa pengukuran optis. NACE MR0175 menyatakan batas baja karbon sebagai 22 HRC untuk logam induk. HRC tidak cocok untuk mikrostruktur tempa kasar karena indentasi kecil dapat mengenai satu butir.

UCI — ASTM A1038. Impedansi Kontak Ultrasonik: intan Vickers pada ujung batang bergetar. Saat ditekan ke permukaan, area kontak menggeser frekuensi resonansi batang; instrumen mengonversi pergeseran menjadi angka Vickers. Portabel, meninggalkan indentasi kecil, ideal untuk pengujian in-situ flensa terpasang atau tempa besar yang tidak muat di penguji meja. Persiapan permukaan (penggerindaan hingga ~Ra 1,6) sangat penting; UCI dikoreksi referensi terhadap sampel yang diketahui.

Kapan menggunakan masing-masing pada tempa

• Badan tempa massal, bagian jadi, QC lab: Brinell (E10).
• Survei HAZ lasan untuk layanan asam: Vickers HV 10 atau HV 5 (E92), sesuai NACE MR0175.
• Pengujian penerimaan cepat pada bagian kecil: Rockwell C (E18).
• Verifikasi lapangan pada bagian terpasang/berukuran besar: UCI (A1038), dikorelasikan dengan Vickers.
• Lapisan tipis, pelapisan, kedalaman karburasi: Kekerasan mikro (E384).

Kesalahan umum pembeli

• Menentukan "22 HRC" pada tempa kasar di mana indentasi jatuh di dalam satu butir ferit dan terbaca rendah.
• Mencampuradukkan HBW (bola tungsten karbida, ASTM E10) dengan HBS lama (bola baja) — Brinell modern adalah HBW.
• Menerima satu bacaan kekerasan; ASTM E10 memerlukan rata-rata beberapa indentasi di lokasi terpisah.
• Menggunakan UCI tanpa blok kalibrasi dari material serupa — blok salah, bacaan salah.
• Mengabaikan kondisi permukaan: kerak, lapisan dekarburasi, atau cat semuanya bias kekerasan rendah.

Daftar periksa pembeli

• [ ] Metode disebut dengan standar ASTM-nya
• [ ] Jumlah indentasi per bagian dinyatakan (mis., 3 per permukaan)
• [ ] Rencana sampel: per bagian atau per panas
• [ ] Persyaratan persiapan permukaan (mis., dekarburasi dihilangkan hingga 0,5 mm)
• [ ] Untuk layanan asam: lintasan Vickers HV 10 melintasi las + HAZ + logam induk
• [ ] Referensi blok kalibrasi untuk UCI
• [ ] Batas penerimaan dikutip dari spesifikasi proyek atau NACE MR0175

Contoh klausul PO

"Pengujian kekerasan sesuai ASTM E10 (Brinell HBW) pada setiap badan flensa tempa, minimal 3 indentasi pada pemisahan 120° di permukaan belakang. Maksimum 197 HBW untuk logam induk baja karbon ASTM A105. Untuk item layanan asam sesuai NACE MR0175 / ISO 15156-2, lakukan lintasan Vickers HV 10 melintasi las, HAZ, dan logam induk; maksimum 250 HV 10. UCI sesuai ASTM A1038 dapat diterima untuk verifikasi lapangan dengan blok kalibrasi material yang sesuai."

Flensa tempa dan tempa non-standar kami dikirim dengan hasil Brinell pada MTC; fitting pipa las butt mulus untuk layanan asam menyertakan lintasan Vickers. Minta laporan sampel dari halaman permintaan kami atau jelajahi laporan pengujian yang diarsipkan di perpustakaan sertifikat.

Sumber

• ASTM E18 Rockwell (PDF terbuka): https://repositorio.uisek.edu.ec/bitstream/123456789/2680/3/ASTM_E18-15.pdf
• TestMetals — Ikhtisar E10 / E18 / E92 / E384: https://www.testmetals.com/hardness-testing
• Quality Magazine — kekerasan portabel termasuk UCI: https://www.qualitymag.com/articles/91267-portable-hardness-testing-methods
• Ikhtisar NextGen: https://www.nextgentest.com/blog/brinell-rockwell-vickers-or-microhardness-which-test-makes-sense-for-your-application/
• Aturan kekerasan NACE MR0175 (ringkasan Octalsteel): https://www.octalsteel.com/wp-content/uploads/2017/10/NACE-MR0175-ISO15156-specification.pdf