鋳造現場での硬さ試験と検証
鋳造におけるダイナミックな品質管理分野では、検証と硬さ試験における品質と迅速な結果の保証が最優先事項です。しかし、多くの場合、試料検証作業には課題があり、貴重な時間がかかります。この記事では、30 秒以内に検証分析を生成し、すべての試料で均一性を確保するための合理化されたアプローチについて詳しく説明します。洞察をお読みいただき、特定の要件に最適な硬さ試験方法を選択してください。
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30 秒で検証するには？
現在、実用的用途に使用されている材料は、「合金」とも呼ばれることが多いさまざまな化学元素の混合物です。例えば、鋼鉄と鋳鉄は基本的に鉄鋼材の硬さの根拠となる炭素(C)の合金添加物を含む、鉄(Fe)に基づいた合金です。微細構造分析は、強度、硬さ、延性を含む、合金の特性に関する結論を下すことを可能にします。試料は最終検証段階の準備ができています。この工程は 30 秒以内に完了します。StructureExpert は完全なソリューションを提供し、生産とラボ領域の両方で使用できるように設計されています。これにより、検証機器上で試料の位置決めと調整にかかる追加作業がすべて不要になります。自動分析により、手動分析によって生じる可能性のある主観性とエラーを排除します。試料を下向きにして機器に置くだけで開始し、以下の項目に要求される許容誤差に従って試料を検証できます。
- 面積毎の粒子のサイズと数
- 黒鉛粒子の形状、分布、サイズ
- 団塊サイズ、フェライト / パーライト含有量および炭化物割合
- 体積分率の相および相面積率測定
鋳造所向けの硬さ試験のアドバイス
1400 度 - MAT Dania 鋳造所高炉の温度（Struersのサラ・クリステンセンの訪問時）
鋳造業者は金属部品の品質と耐久性を確認するために、厳格な試験方法に大きく依存しています。採用されている数々の技術の中には、ロックウェルとブリネルという 2 つの主要な硬さ試験方法があります。これらは、鋳鉄またはアルミニウムを評価し、大きな変形や損傷を引き起こすことなく加えられた力に耐える材料の能力を測定するための主要なツールとして現れました。鋳鉄の場合、ロックウェル評価を使用すると、通常 10 秒以内で迅速な結果が得られますが、特に材料が粗いまたは不均一な粒子構造を特徴としている場合、より大きなアルミニウム / アルミニウム合金試料の硬さを正確に測定するためには、ブリネル試験が好まれます。
ロックウェル法は、鋳鉄にとって、分析にすぐに使用できる画像を提供し、光学測定の必要性なしに実施できる迅速で比較的低コストな方法です。ロックウェル硬さは、圧子が既定の試験力により試料材料に押込まれた後の圧痕の深さを測定することで算出されます。
埋め込まれていない試料でロックウェル硬さ試験が実施される直前。
圧子材料は、使用するスケールによって円錐形のダイヤモンドボールまたは焼結カーバイドボールが使用されます。ロックウェル試験では、押込面積ではなく圧子の動きを使用して硬さを測定するため、一般的に試験対象の材料を樹脂に埋込みません。ロックウェル試験では、圧痕の深さが測定され、圧痕形状の光学的測定もないため、表面作製にそれほど敏感ではありません。ただし、上記のメソッドを使用する際、試料が清潔で滑らかであることが重要です。表面が粗すぎて条痕や汚れが付いていると、圧痕のサイズの誤読を引き起こす場合があります。解決策は、試料が適切に洗浄されていることを確認することです。
図1: ロックウェル試験では、圧痕付近の領域は、圧痕自体によって試料が変形（押される）されるため、圧痕の間隔を置くために必要な標準を参照する必要があります。
ロックウェル試験を実施するとき、本試験力をかける前にわずかな初試験力を適用します。硬さ値の読み取りは、初試験力がまだ適応されている間に実行されます。ロックウェル硬さ試験では、15 kgf、30 kgf、45 kgf、60 kgf、100 kgf、または 150 kgf の 6 種類の試験力の 1 つを使用します。合計で、30 種類のロックウェルスケールが使用できます。それぞれが異なる圧子種類と本試験力の組み合わせによる特徴があり、特定の材料やアプリケーションに適しています。どの規格を遵守しているかによっては、 ISO 15 または ASTM 30 のメソッドもあります。
図2 ロックウェル硬さ試験中に測定された値を参照のこと
ロックウェル硬さ試験には以下の2種類があります: レギュラーとスーパーフィシャルロックウェル硬さ試験。レギュラーロックウェル試験の場合、初試験力は10 kgf、本試験力は60 kgf、100 kgf、150 kgf があり、A～H と K の文字を使用した文字システムにより分類されています。スーパーフィシャルロックウェルはより薄い試料に使用され、初試験力は3 kgf、本試験力は15 kgf、30 kgf、45 kgf があり、分類には N、T、W、X、Y の文字を使用し、以下のような組み合わせがあります。15T、30N および 45Y. ロックウェル試験では、押込面積ではなく圧子の動きを使用して硬さを測定するため、一般的に試験対象の材料を樹脂に埋込みません。
Struers の Duramin-160 は、即座にロックウェル結果を提供します。デュラミン-160 は高精度ロードセル技術によって、各規格の要件よりもさらに高い精度を提供します。内蔵のタッチスクリーンで操作し、オプションとして電動 Z 軸が用意されています。この装置は、さまざまな試料サイズと形状に適しています。Duramin-160 はジョミニー試験など、より高度な試験に使用可能です。Struers のすべての硬さ試験機は、経験豊富なサービスチームがサポートし、装置の最適化を保証します。
Struers のロックウェル用途に関するアドバイス
アルミニウムのブリネル硬さ試験
アルミニウム試料にはブリネル硬さ試験が必要です。庄子は、タングステンカーバイドボールを使用して比較的大きな圧痕を残します。硬さを決定するために、圧痕の大きさが光学的に読み取られます。典型的な用途は、他の方法で代表的結果を得るには、大きくて不均質すぎる、または粗すぎる構造要素を持つ鍛造物と鋳造物です。Duramin-40 は信頼性があり、ブリネル試験結果を即座に提供し、ビッカース、ヌープ試験結果も提供できるため、鋳造所で人気があります。試験サイクル全体を完全に自動化できるため、毎回同じメソッドを使用することを確認できます。MechTest は昨年、当社のチームと提携して業務効率を大幅に向上させ、週の労働時間を20 時間削減しました。材料エンジニアリングと不具合分析を専門とする MechTest 社は、品質、一貫性、文書化の基準を高めながら、硬さ試験のスループットを向上させることを目指していました。MechTest のオペレーションマネージャー兼共同所有者であるクリス・ブラントン氏は、「当社の新しい duramin-40 AC3 は、完全自動の硬さマッピングを可能にします」と述べています。
Struers は、精度が最優先事項である時代において、最先端の技術とメソッドを提供する業界のリーダーです。Struersは単なる装置のサプライヤーではなく、専門家のグローバルネットワークを有する卓越性を追求するパートナーです。Struers の試料作製、検証、硬さ試験方法の実地デモについては、当社チームまでお問い合わせください。
検証または硬さ試験に使用される鋳造所の試料作製についての最新アドバイスをご覧ください
