D.C.: December Doorhardingsproef door afschrikken van een eindvlak van een stalen proefstaaf JOMINY-proef. Inhoud

Transcriptie

1 D.C.: December 1971 m O) Drhardingspref dr afschrikken van een eindvlak van een stalen prefstaaf JOMINY-pref EURONORM Ol Inhud 1 BEGINSEL 6 VOORBEREIDING VAN DE HARDHEIDS- 2 DEFINITIES EN SYMBOLEN METINGEN 3 VORM EN VERVAARDIGING VAN DE PROEF- 7 WEERGAVE VAN DE RESULTATEN STAVEN 7.1 Hardheid in een willekeurig punt 3.1 Afmeting van de prefstaaf 7.2 Het tekenen van de hardheidskrmmen 3.2 Warmtebehandeling van de prefstaven 7.3 Beschrijving van de drhardingskenmerken van een 3.3 Bewerking van de prefstaaf bepaalde staalsrt 4 TOESTELLEN 7-< * Weergave van de drharding van het prdukt D Q O OC < < LU H CL ζ CO < w 2 Χ ci ïïïï* O LU O c LU Q. O OC =3 LIJ LU < LU CO CO LU CO 1 Z> O LU O ü ce < > n > μ LU < D CC O cc > UJ ω O 5 UITVOERING VAN DE PROEF 7 5 Vermelding van de methde 5.1 Verwarming van de prefstaaf COMMENTAAR 5.2 Afschrikken van de prefstaaf De pref bestaat uit het verhitten van een prefstaaf tt een vastgestelde temperatuur en gedurende een bepaalde peride; vervlgens afkelen dr een uiteinde met water N Ref lia 1 BEGINSEL 2 DEFINITIES EN SYMBOLEN Symbl L D t t m T a h I e d Jxx d J HVxx d te bespreien en de mate van drharding dr, uitgaande van het geharde eindvlak, de hardheidswaarden langs een beschrijvende lijn te bepalen. Omschrijving Ttale lengte van de prefstaaf Diameter van de prefstaaf Tijdsduur gedurende welke de prefstaaf p de vrgeschreven temperatuur wrdt gehuden Maximaal tijdsverlp tussen het uit de ven nemen van de prefstaaf en het begin van het afschrikken Temperatuur van het kelwater Inwendige diameter van de verticale pijp vr watertever Hgte van de vrije waterstraal (znder prefstaaf) Afstand van de afstelling tt de nderkant van de prefstaaf Diepte van de vlakken vr de meting van de hardheid Afstand van de meetpunten vr de hardheidsbepaling vanaf het geharde eindvlak van de prefstaaf Kenteken van de Jminy drharding p de afstand d Kenteken van de Jminy drharding p de afstand d Waarde 100±0,5 mm 25±0,25 mm 30±5 min. ng. 5 sec. 5 à 30 12,5±0,5mm 65±10mm 12,5±0,5 mm [),4tt0,5mm mm in Rckwell HRC mm in Vickers HV 30 mm Alle reprduktierechten vrbehuden aan de natinale nrmalisatie instituten der Lid Staten van de Eurpese Gemeenschappen Prijs 1,15 E M.O -rekeneenheden [1 rekeneenheid 1 U S -dllar)

2 Bladzijde 2 3 VORM EN VERVAARDIGING VAN DE PROEFSTAVEN 3.1 Afmetingen van de prefstaaf De prefstaaf bestaat uit een cilinder afgedraaid p een middellijn van 25 mm en met een lengte van 100 mm Het niet bewerkte uiteinde van deze prefstaaf 0) heeft een diameter van 32 mm f 25 mm, naar gelang de prefstaaf is vrzien van een flens f een ringvrmige gref m, dr middel van een daarvr geschikte phanging, het snel centreren en vastzetten p het mment van afschrikken mgelijk te maken (zie figuur 1). (') De wijze van verkrijgen van de prefstaaf hangt af van de afmetingen van het prefstuk: vr diameters s 250 mm wrdt het ruwe prefstuk uitgewalst f uitgesmeed p de afmeting (vereenkmstig de vrschriften van EURONORM 83, 84, 86) vr diameters mm wrdt het ruwe prefstuk uitgewalst f buitenste gedeelte van het prdukt. De as van het prefstuk met liggen p 20 mm van het ppervlak van het prdukt pdat het ppervlak van de prefstaaf waarp de hardheidsmetingen wrden uitgeverd, vereenkmt met de randzne van het prdukt. Indien speciaal vereengekmen kan de prefstaaf k dr gieten wrden verkregen De prefstaaf heeft, indien ndig, aan het staafeinde dat niet wrdt afgeschrikt, merktekens m de ligging vast te leggen ten pzichte van het rsprnkelijke prefstuk. 3.2 Warmtebehandeling van de prefstaven De prefstaven wrden vr de eindbewerking nrmaal gegleid. Met het g p bijzndere eisen kunnen andere warmtebehandelingen wrden tegepast Behudens bijzndere vereenkmst met het nrmaalgleien geschieden vlgens de vrwaarden van de Eurnrm vr het in aanmerking kmende staal. De duur van de handhaving van de vrgeschreven temperatuur bedraagt 30 min De ruwe staaf met zdanig wrden behandeld dat de afgedraaide prefstaaf geen enkele vrm van ntkling vertnt. 3.3 Bewerking van de prefstaaf Het cilindrische ppervlak van de prefstaaf wrdt verkregen dr afdraaien; het te harden eindvlak van de prefstaaf met redelijk glad zijn afgewerkt. 4 TOESTELLEN Het testel is een inrichting vr het afschrikken van de prefstaaf. 4.1 Dit testel (zie figuur 3) bestaat vrnamelijk uit een inrichting m het prefstuk te bevestigen en het verticaal bven de waterpijp te centreren. Het systeem vr de watertever bevat een snel werkende afsluiter, alsmede een afsluiter vr het variëren van de heveelheid water. 4.2 De nderlinge psitie van de waterteverpijp (inwendige diameter 12,5 ±0,5 mm) en de prefstaafphanging met zdanig zijn, dat de afstand tussen de pijpmnd en het af te schrikken eindvlak van de prefstaaf 12,5 ± 0,5 mm bedraagt (zie figuur 3). 4.3 De prefstaafphanging met zdanig zijn dat de prefstaaf nauwkeurig bven de waterteverpijp kan wrden gecentreerd en gedurende het afschrikken gefixeerd gehuden. Als de prefstaaf wrdt geplaatst, met de phanging drg zijn; tevens met het spatten van water p de prefstaaf gedurende de plaatsing en vrdat het eigenlijke afschrikken begint, wrden vermeden. 4.4 De vrije spuithgte van de waterstraal met 65 ± 10 mm bedragen (zie figuur 4). De temperatuur van het water in de pijp met tussen 5 en 30 C liggen. 4.5 De prefstaafphanging mag gedurende de pref niet aan tcht zijn bltgesteld. 5 UITVOERING VAN DE PROEF 5.1 Verwarming van de prefstaaf De prefstaaf wrdt gelijkmatig pgewarmd en gedurende 30 ± 5 min. gehuden p de in de betreffende Eurnrm vr het prdukt vrgeschreven f de bij speciale vereenkmst vastgestelde temperatuur. Vr bepaalde typen vens kan deze tijd wrden vastgesteld aan de hand van resultaten van eerder uitgeverd nderzek, waarbij de minimumtijd is bepaald, ndig m in de kern van de staaf de gewenste temperatuur te verkrijgen.

3 Bladzijde Alle vrzrgsmaatregelen meten wrden getrffen m zwel ntkling als pkling van het ppervlak van de prefstaaf te vermijden. Men kan b.v. een ven met beheerste atmsfeer gebruiken f de prefstaaf in een vat plaatsen waarvan de bdem is bedekt met grafietkrrels f gietijzerkrullen waarp de prefstaaf kmt te staan (zie figuur 2). 5.2 Het afschrikken van de prefstaaf De tijd tussen het uit de ven halen van de prefstaaf en het begin van afschrikken, mag niet meer dan 5 sec. bedragen Het bespreien met minstens 10 min. duren. Hierna kan de afkeling van de prefstaaf wrden vltid dr nderdmpeling in kud water. 6 VOORBEREIDING VAN DE HARDHEIDSMETINGEN 6.1 Vr de hardheidsmetingen wrden 2 vlakken geslepen die 180 ten pzichte van elkaar parallel aan de as van de prefstaaf liggen. Bij prefstaven genmen uit prdukten met een diameter grter dan 250 mm meten de twee vlakken p dezelfde afstand van het ppervlak van het prdukt liggen. Hun diepte bedraagt 0,4 à 0,5 mm ( 2 ). Deze vlakken meten bij het slijpen vervledig wrden gekeld pdat elke verhitting die een structuurverandering in de prefstaaf zu kunnen bewerkstelligen, wrdt vermeden. 6.2 Om te cntrleren f dr het slijpen geen ntlating heeft plaatsgevnden, kan b.v. als vlgt wrden gehandeld: de prefstaaf wrdt in een 5% salpeterzuurplssing geëtst ttdat zij vlledig zwart is gewrden. Na afspelen met warm water met de staaf 2 à 3 sec. in een 50% zutzuur-plssing in water wrden ndergedmpeld; de staaf met dan pnieuw met warm water wrden afgespeld en in een luchtstrm wrden gedrgd. De nstane kleur met egaal zijn. Indien er vlekken zijn, die p de aanwezigheid van zachte plekken wijzen, meten er twee nieuwe vlakken wrden geslepen en gecntrleerd als hierbven mschreven. 6.3 Terwijl de prefstaaf in een passende inrichting is bevestigd, wrden in de richting van de as van de twee vlakken Rckwell C hardheidsmetingen uitgeverd met een belasting van 1470 N (150 kgf) en met een cnische diamant, zals mschreven in EURONORM 4: Hardheidsmeting van staal vlgens Rckwell schaal B en schaal C"), waarbij alle vrzrgsmaatregelen wrden genmen, dat tijdens de metingen de prefstaaf p de juiste plaats en stabiel blijft bevestigd De hardheidsmetingen vlgens Rckwell C kunnen wrden vervangen dr hardheidsmetingen vlgens Vickers met een belasting van 294 N (30 kgf) (zie EURONORM 5: Hardheidsmeting van staal vlgens Vickers"). ( 2 ) De prduktspecificatie kan na speciale vereenstemming grtere diepten vrschrijven Het verdient aanbeveling, vrdat met de metingen p het tweede vlak van de prefstaaf wrdt begnnen, dr slijpen de pstulpingen te verwijderen, die p het eerste vlak kunnen zijn ntstaan dr het indruklichaam. 6.4 De plaatsen van de meetpunten meten zdanig wrden gekzen dat een van de twee vlgende bepalingen mgelijk is: vervaardiging van een krmme die het hardheidsverlp weergeeft (paragraaf 6.4.1) bepaling van de hardheid p een f meer vastgestelde punten (paragraaf 6.4.2) Vervaardiging van een krmme die het hardheidsverlp weergeeft In dit geval zijn de afstanden van de eerste 8 meetpunten gemeten vanaf het geharde eindvlak (afstanden uitgedrukt in mm) achtereenvlgens (zie figuur 5): 1, ; de afstanden tussen de daar vlgende punten bedragen in het algemeen 5 mm. De afstand van de meetpunten, te rekenen vanaf het eerste punt, is echter niet absluut; deze afstand kan grter zijn indien de krmme geen nzekerheid biedt, maar met daarentegen krter zijn in de gebieden waarin het verlp meer nauwkeurigheid beheft Vr staalsrten waarbij de afschrikpref minder diep inwerkt, met het eerste meetpunt 1,5 mm van het geharde eindvlak wrden genmen; de nderlinge afstand van de vlgende meetpunten zal 0,75 mm bedragen tt aan 12 mm van dit eindvlak; de vier laatste meetpunten zullen respectievelijk en 25 mm van dit zelfde eindvlak liggen. Opmerking: Het spreekt vanzelf dat de afstanden tussen de in paragraaf en aangegeven indrukkingen niet altijd in vereenstemming zullen zijn met de minimale afstanden die zijn vermeld in EURONORM 4: Hardheidsmeting van staal vlgens Rckwell" (paragraaf 3.3.1).

4 Bladzijde 4 Vr de eisen van de nderhavige Eurnrm wrdt er evenwel van uitgegaan dat de verkregen waarden vr de hardheid in het algemeen vldende nauwkeurig zullen zijn, waarbij evenwel de aandacht wrdt gevestigd p paragraaf waarin wrdt aanbevlen de indrukkingen ver regelmatige afstanden te spreiden De inrichting waarmede de prefstaaf wrdt verplaatst in het testel vr de hardheidsmeting met een nauwkeurig centreren van het afgeplatte vlak en een nauwkeurig bepalen van de afstand tussen de indrukkingen mgelijk maken. Deze indrukkingen liggen in beginsel in de as van het vlak, maar wanneer dit niet mgelijk is p twee symetrische en evenwijdig aan de as gelegen lijnen p een afstand van minder dan 0,5 mm van de as De bepaling van de hardheid kan wrden uitgeverd p één f meer punten, die p een vastgestelde afstand van het eindvlak zijn gelegen en die al f niet het in paragraaf mschreven eerste punt mvatten (1,5 mm van het afgeschrikte eindvlak). 7 WEERGAVE VAN DE RESULTATEN 7.1 Hardheid in een willekeurig punt Op elke afstand d neemt men als hardheid het gemiddelde van de metingen die zijn verricht p deze afstand d p elk van de vlakken bedeld in paragraaf Het tekenen van de hardheidskrmmen De afstanden d wrden p de abcis uitgezet en de crrespnderende hardheden p de rdinaat waarbij gebruik wrdt gemaakt van de vlgende schaalverdelingen: rdinaat: 10 mm crrespndeert met 5 HRC f 50 HV abcis : 10 mm crrespndeert met een afstand van 5 mm. 7.3 Beschrijving van de drhardingskenmerken van een bepaalde staalsrt Hierbij wrden de vlgende methden gebruikt: 1) Verlp van de hardheidskrmme 2) Meting van de hardheid p drie punten waarbij het eerste punt p 1,5 mm van het afgeschrikte eindvlak ligt, terwijl de plaats van de twee andere punten speciaal wrdt vereengekmen 3) Meting van de hardheid p twee punten waarvan de afstanden tt het eindvlak speciaal wrden vereengekmen 4) Hardheidsmeting p een bepaalde afstand van het eindvlak. 7.4 Weergave van de drharding van het prdukt Hierbij kunnen een van de vlgende methden wrden gebruikt: 1) Nauwkeurige vastlegging van de Jminy-krmme betreffende de drharding dr: hetzij een grenslijn waarbven de Jminy-krmme van het staal met liggen hetzij een grenslijn waarnder de Jminy-krmme van het staal met liggen hetzij de ruimte tussen de bvenste krmme en de nderste krmme waarbinnen zich de Jminykrmme met bevinden (zie figuur 6 a). 2) Vastlegging van de bijzndere punten van de Jminykrmme (die kunnen bestaan uit: een bvengrens f een ndergrens f een gebied tussen deze beide grenzen): hetzij dr aanduiding van de afstand tt het afgeschrikte eindvlak vr een gegeven hardheid. hetzij dr aanduiding van de hardheid vr een gegeven afstand tt het afgeschrikte eindvlak. Vr alle gevallen kunnen de kenmerken wrden uitgedrukt in de vrm van een drhardingskenteken". Dit kenteken bestaat uit de letter J gevlgd dr twee cijfergrepen, b.v.: J HRC - d waarin HRC de Rckwell-hardheid C is d de afstand in millimeters is van het meetpunt tt het afgeschrikte eindvlak. Vrbeelden a) Meetresultaat: J betekent dat p een afstand van 15 mm gerekend van het afgeschrikte eindvlak de hardheid 35 HRC bedraagt (zie figuur 6 b). b) Specificaties: J betekent een hardheid van 45 HRC ergens tussen 6 en 18 mm, gerekend vanaf het afgeschrikte eindvlak (zie figuur 6 c). J betekent dat p een afstand van 15 mm van het afgeschrikte eindvlak de hardheid tussen 35 en 48 HRC ligt (zie figuur 6 d). 7.5 Vermelding van de methde De methde van de hardheidsbepalingen met altijd in het nderzekverslag wrden vermeld Indien het Jminy-kenteken wrdt uitgedrukt in Vickershardheid HV 30, met het symbl HV wrden gebruikt m verwarring te vermijden. Vrbeeld: J HV wil zeggen dat de Vickershardheid tussen 340 en 490 en wel p 15 mm gerekend vanaf het afgeschrikte eindvlak.

5 Bladzijde 5 COMMENTAAR 1) In vele gevallen kan het nuttig zijn de afkelingscndities aan het ppervlak van de prefstaaf te kennen. De in hfdstuk 4 en paragraaf 5.2 mschreven vrwaarden van de afschrikpref maken het mgelijk de afkelsnelheid aan het uiteinde van de prefstaaf als cnstant te beschuwen. 2) Onder vrbehud dat wrdt gesteld dat bij eerste benadering kunnen wrden verwaarlsd enerzijds de heveelheid warmte die tijdens de afkeling vrijkmt als gevlg van structuurmzettingen in het staal en anderzijds de verschillen in warmtegeleiding vr de verschillende staalsrten ten pzichte van een standaardprefstaaf, kan het temperatuurverlp langs een beschrijvende lijn van de prefstaaf p verschillende manieren wrden weergegeven. Ter infrmatie kan het vlgende vrbeeld wrden gegeven: Grafiek 1 θ Netwerk van krmmen die de verhuding -5-. weergeeft als functie van de tijd, waarin 0^ de austeniteertemperatuur is en θ de temperatuur van de punten van het ppervlak die p een bepaalde afstand zijn gelegen van het afgeschrikte eindvlak.

6 Bladzijde 6 Afmetingen in millimeters 32 n π in +1 in " ± 0,25 25 ± 0,25 a) Prefstaaf met flens b) Prefstaaf met ringvrmige gref Figuur 1 Afmetingen van de prefstaaf Zacht staal Grafietkrrels f gietijzerkrullen Figuur 2 Vrbeeld van een vat van zacht staal vr verhitting van de prefstaaf

7 Bladzijde 7 Afmetingen in millimeters Inrichting vr het centreren en het fixeren van de prefstaaf yw//////s. Prefstaaf in geplaatste testand Mnd van de waterteverpijp 12,5 + 0,5* Snelwerkende kraan Waterteverpijp Figuur 3 Schema van de afschrikinrichting

8 Bladzijde 8 Hgte van de vrije waterstraal / ^ R> /// i!d[\\,7/'ί ι r \»V* 1/// II II ml Maten in millimeters 12,5 + 0,5* Inwendige diameter van de waterteverpijp Figuur 4 Waterteverpijp -1,5-1,5 <» ii m ,4 à 0,5 Figuur 5 Vrbereiding van de prefstaaf vr de hardheidsmeting en plaatsen van de meetpunten

9 Bladzijde 9 HRC Bvenste grens Onderste grens d (mm) Figuur 6 a) Specificatie dr twee begrenzende krmmen HRC Å 35 J Q d (mm) 15 Figuur 6 b) Hardheid p een afstand d van 15 mm

10 Bladzijde 10 J Figuur 6 c) Specificatie dr een gegeven hardheid tussen twee begrenzende afstanden J d (mm) Figuur 6 d) Specificatie dr een gebied van de hardheid p een gegeven afstand

11 Bladzijde 11 Afstand tt het afgeschrikte einde van de prefstaaf in millimeter -D m ra <1> n n Γ < (1> <Γ> ω η *_ 3 Φ ra t 3 3 m ω Q. (1) F *-* ω Τ3 Γ ra rj< Ί^ O) c TJ 3 Γ ι α> > (11 ι η Ε (1) ω Γ <1> (Λ "Ι (Π m η ο ίο 2 5 up Tijd in secnden Grafiek 1 - Netwerk van de krmmen dat de verhuding - weergeeft als functie van de tijd, A waarbij θ A de austeniteertemperatuur is θ de temperatuur aan de ppervlaktepunten gelegen p een bepaalde afstand van het afgeschrikte uiteinde a

12 CD Gì - χ (D r ζ Ι- Ο Bureau vr fficiële publikaties der Eurpese Gemeenschappen, Luxemburg De EURONORMEN zijn verkrijgbaar bij: In Nederland: Nederlands Nrmalisatie-Instituut (N.N.I.), Plakweg 5, Rijswijk (ZH) In België : Belgisch Instituut vr Nrmalisatie (B.I.N.), Brabançnnelaan 29, 1040 Brussel