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硬度是指材料部分抵挡硬物压入其表面的本事，是掂量材料软硬水平的一项机能目标。硬度在肯定水平上响应了金属材料的强度、韧性和弹性等一系列力学机能，在煤油与化工行业中是一项最罕见的金属材料机能探测目标。罕见的金属材料硬度实验法子重要有布氏硬度实验、维氏硬度实验和洛氏硬度实验。
布氏硬度采取肯定直径D的硬质合金球，在规矩的实验力P效用下压入试件表面，保载一段光阴，卸载实验力后，试件表面留住压痕，以压痕单元表面积上所承袭的平匀压力做为布氏硬度测试值。由于布氏硬度实验采取的球体压头直径较大，所得压痕面积较大，于是硬度测试值受试样布局显微偏析及成份不平匀的影响稍稍，具备实验数据平静、掂量精度高和反复性好等特性，在煤油与化工行业获得遍及使用。
来自海洋煤油工程股分有限公司和海洋煤油工程(青岛)有限公司的代绪成、尚用头等研讨人员在对不同焊接工艺Inconel镍基合金管会商焊缝施行布氏硬度实验时，根据GB/T.1—《金属材料布氏硬度实验第1部份：实验法子》准则举荐的实验力与压头直径平方的比值和尽也许采用大直径压头两个法则，采用HBW10/(10示意钢球压头的直径10mm，示意实验力kg)的掂量标尺施行实验，觉察压痕描述显露不法则椭圆形，压痕畛域高低不平，未受压地区金属表面显露挤压凸起局势，这严峻影响了探测结束的精确性。针对上述题目，研讨人员经过不同掂量标尺前提下的硬度实验，对照剖析了掂量标尺对镍基合金管会商焊缝布氏硬度掂量值的影响，断定了实用于不同焊接工艺Inconel镍基合金管会商焊缝的布氏硬度掂量标尺。
1实验
1.1实验材料和实验配置
实验材料为Inconel镍基合金，对采取氩弧焊打底、手工电弧焊填充接焊制得的镍基合金管焊接会商(手把焊)记为1号试样，对采取氩弧焊制得的镍基合金管焊接会商(氩弧焊)记为2号试样，对采取氩弧焊堆焊工艺制得的大管径碳钢+镍基合金复合管焊接会商(堆焊)记为3号试样。不同试样焊缝金属的化学成份吻合AWSA5.14/A5.14M—SpecificationforNickelandNickel-alloyBareWeldingElectrodesandRods准则对Inconel镍基合金的本领请求。实验配置为数显布氏硬度计，具备电子主动加载和主动掂量等成效。由于主动掂量方法存在不法则压痕描述无奈识其余境况，硬度掂量方法采取人为掂量。
1.2实验法子
根据GB/T.1—，采用准则举荐的实验力与压头直径平方的比值30，对应的布氏硬度掂量标尺有HBW10/、HBW5/和HBW2.5/.5。在1号、2号和3号试样上离别施行布氏硬度实验，每个试样施行十次布氏硬度实验，从四个不同方位掂量压痕直径，保载光阴为15s，实验温度为22℃。
2实验结束与商议
2.1布氏硬度压痕描述
图1不同掂量标尺前提下3种试样焊缝地区的布氏硬度压痕描述
由图1看来：在HBW10/掂量标尺前提下，1号试样和2号试样焊缝地区的表面压痕描述均显露不法则椭圆形；跟着钢球压头直径的减小，1号试样和2号试样焊缝地区的表面压痕形态逐步趋于圆形；在不同掂量标尺前提下，3号试样焊缝地区表面压痕均显露法则的圆形，压痕边沿较为滑腻、平顺。
镍基合金硬度高，其部分抵挡变形的本事强。硬度响应的是材料内部晶粒和晶界等布局在压入载荷时展现出的抵挡破断和变形的本事，由于焊缝地区的显微布局存在不平匀性，压痕边沿的布局抵挡变形的本事各不雷同。
2.2布氏硬度测试结束
3种试样焊缝地区的硬度极差如图2所示。
图2不同掂量标尺寸前提下3种试样焊缝地区的布氏硬度极差
由图2a)看来，在HBW5/掂量标尺前提下，测得试样焊缝地区的硬度极差均小于其余掂量标尺前提下的，说明在该掂量标尺前提下，测得1号和2号试样焊缝地区的硬度较为平匀。由图2c)看来，在HBW10/掂量标尺前提下，测得试样焊缝地区的硬度极差略小于其余掂量标尺前提下的，说明在该掂量标尺前提下，测得3号试样焊缝地区的硬度较为平匀。
图3不同掂量标尺前提下3种试样焊缝地区的布氏硬度
由图3看来：1号试样焊缝地区的布氏硬度最大，2号试样的次之，3号试样的最小；不同掂量标尺前提下，测得统一试样焊缝地区的布氏硬度差值根底在10之内，说明雷同载荷与压头直径平方的比值k对应不同掂量标尺前提下测得的布氏硬度基真雷同。按照布氏硬度的彷佛定律，在保证压入角稳固(即k值坚持稳固)的境况下，不同掂量标尺前提下测得的布氏硬度雷同，且具备可比性。连合图1看来，在雷同掂量标尺前提下，试样焊缝地区的硬度越大，压痕形态的不法则性越显然。
图4试样焊缝地区的显微布局
镍基合金的硬度与析出相品种、样式及散布相关，3种试样焊缝地区的显微布局重要为奥氏体，均显露枝晶样式，且枝晶成长方位一致，在晶界上析出大批的γ″沉没加强相，如图4所示。
镍基合金的金属震动性差，太高的热输入会致使熔池的冷却速度放慢，高温停顿光阴太长会使晶粒粗化。1号试样焊接工艺的热输入为0.9~1.0kJ/mm，2号和3号试样焊接工艺的热输入均为1.4~1.6kJ/mm。2号和3号试样焊接工艺雷同，由于2号试样母材金属的热导率大，焊接进程中能有用通报热量，其高温停顿光阴比3号试样的短。按照热输入和高温停顿光阴不同，3种试样焊缝地区的晶粒尺寸从大到小次序为3号试样、2号试样、1号试样，奥氏体布局晶粒尺寸越大，布氏硬度越小。
3论断
(1)在不同掂量标尺前提下，堆焊工艺镍基合金管焊缝地区的布氏硬度压痕边沿较为滑腻平顺。在HBW5/和HBW2.5/.5掂量标尺前提下，采取手把焊和氩弧焊工艺镍基合金管焊缝地区的布氏硬度压痕形态趋势于圆形。统一载荷与压头直径平方的比值k前提下采取不同掂量标尺测得的布氏硬度基真雷同。
(2)关于堆焊工艺镍基合金管会商，发起采取HBW10/掂量标尺。关于手把焊和氩弧焊工艺镍基合金管会商，发起采取HBW5/掂量标尺。
做家：代绪成1，尚用甲1，刘宏2，汪彬2，范沥元1
单元：1.海洋煤油工程股分有限公司；
2.海洋煤油工程(青岛)有限公司
原因：《理化检修-物理分册》年第1期
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