金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)激光和電子束焊接接頭的維氏和努氏硬度試驗(yàn)Hardnesstestingofnarrowjointsweldedbylaserandelectronbeam(VickersandKnoophardn2018-05-14發(fā)布中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) I 12規(guī)范性引用文件 1 14符號(hào)及說明 25試樣制備 26試驗(yàn)程序 26.1通則 26.2試驗(yàn)類型 36.3試驗(yàn)位置要求 36.4點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試) 56.5線測(cè)試(R型測(cè)試) 77試驗(yàn)結(jié)果 98試驗(yàn)報(bào)告 9附錄A(資料性附錄)試驗(yàn)力的選擇 附錄B(資料性附錄)焊接接頭點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)硬度試驗(yàn)報(bào)告實(shí)例 附錄C(資料性附錄)焊接接頭線測(cè)試(R型測(cè)試)硬度試驗(yàn)報(bào)告實(shí)例 參考文獻(xiàn) I本標(biāo)準(zhǔn)使用重新起草法修改采用ISO22826:2005《金屬材料的破壞性試驗(yàn)激光和電子束焊接接●用GB/T4340(所有部分)代替ISO6507(所有部分),兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)各部分之間的一致性程度●GB/T4340.1—2009金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法(ISO6507-1:●GB/T4340.2—2012金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)●GB/T4340.3—2012金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定分),兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)各部分之間的一致性程度如下：努氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法(ISO4545-1:努氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)努氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定●GB/T18449.4—2009金屬材料努氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表(ISO4545-4:本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC55)提出并歸口。1金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)激光和電子束焊接接頭的維氏和努氏硬度試驗(yàn)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬材料激光和電子束窄焊縫橫截面的維氏和努氏硬度試驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的維氏硬度試驗(yàn)力范圍通常為0.098N~≤98N(HV0.01~≤HV10),努氏硬度試驗(yàn)下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法(GB/T4340.1—2009,ISO6507-GB/T4340.2金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)(GB/T4340.2—2012,GB/T4340.3金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定(GB/T4340.3—2012,GB/T18449.1金屬材料努氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法(GB/T18449.1—2009,GB/T18449.2金屬材料努氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)(GB/T18449.2—GB/T18449.3金屬材料努氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定(GB/T18449.3—2012,GB/T18449.4金屬材料努氏硬度試驗(yàn)第4部分：硬度值表(GB/T18449.4—2009,GB/T26956金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)宏觀和微觀檢驗(yàn)用侵蝕劑(GB/T26956—2011,維氏硬度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T4340.1～GB/T4340.3要求進(jìn)行，努氏硬度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T18449.1~硬度試驗(yàn)用來測(cè)定焊縫兩側(cè)母材(包括兩側(cè)母材為不同金屬材料的情況)、熱影響區(qū)和焊縫的硬度值。硬度值可以通過點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)或線測(cè)試(R型測(cè)試)得到。點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)是試驗(yàn)點(diǎn)為一個(gè)2顯微硬度測(cè)試結(jié)果易受震動(dòng)的影響，所以試驗(yàn)應(yīng)在無震動(dòng)的地方進(jìn)行。4符號(hào)及說明符號(hào)及說明見表1。符號(hào)說明單位熱影響區(qū)—維氏硬度￥努氏硬度L兩個(gè)相鄰壓痕中心之間的距離MR型測(cè)試時(shí)相鄰兩壓痕中心之間的推薦距離W熱影響區(qū)壓痕中心和熔合線之間的距離維氏硬度試驗(yàn)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度努氏硬度試驗(yàn)壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度努氏硬度試驗(yàn)壓痕短對(duì)角線長(zhǎng)度h焊縫熔深t試樣厚度5試樣制備試樣制備應(yīng)按GB/T4340.1或GB/T18449.1要求進(jìn)行。試件橫截面應(yīng)通過機(jī)加工制備，通常垂直于焊縫軸線。機(jī)加工及后續(xù)的試樣表面制備應(yīng)避免由于過熱或冷加工使試樣表面產(chǎn)生軟化或硬化。試樣表面應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪伈碐B/T26956域的壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。進(jìn)行適當(dāng)?shù)那治g，以便能準(zhǔn)確測(cè)定焊接接頭不同區(qū)6試驗(yàn)程序6.1通則圖1給出了硬度測(cè)量位置的典型區(qū)域。1～2點(diǎn)表示在焊縫金屬，3～6點(diǎn)表示在熱影響區(qū)，7～8點(diǎn)表示在母材。3b——熔合線。圖1維氏硬度和努氏硬度試驗(yàn)硬度測(cè)量位置示例當(dāng)焊接類型與示例不同時(shí)，應(yīng)選擇與該焊接類型相適應(yīng)的試驗(yàn)工藝。6.2試驗(yàn)類型圖2和圖3給出了點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)壓痕位置示例，圖4和圖5給出了線測(cè)試(R型測(cè)試)壓痕位置示例。除非另有規(guī)定，試驗(yàn)類型應(yīng)由試驗(yàn)人員自行選擇并記錄。當(dāng)母材厚度t或焊縫熔深h不大于4mm時(shí)，焊縫金屬和熱影響區(qū)的壓痕應(yīng)在母材厚度的1/2位置(t/2)或焊縫熔深的1/2位置(h/2),如圖2a)和圖2c)所示。當(dāng)母材厚度t或焊縫熔深h大于4mm時(shí)，壓痕應(yīng)在離頂端表面和底部表面(熔深底部)2mm范圍內(nèi)，如圖2b)和圖2d)所示。對(duì)于雙面成型全熔透T型角焊縫，壓痕應(yīng)在熔合區(qū)中心線位置，見圖2d)。單位為毫米a)壓痕位置一焊縫熔深h≤4mm圖2點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)壓痕位置示例b)壓痕位置一焊縫熔深h>4mmc)壓痕位置一焊縫熔深h或母材厚度t≤4mmd)壓痕位置一焊縫熔深h或母材厚度t>4mm圖2(續(xù))45——維氏硬度試驗(yàn)時(shí)，至少為壓痕對(duì)角線平均長(zhǎng)度的2.5倍；——維氏硬度試驗(yàn)時(shí)，至少為壓痕對(duì)角線平均長(zhǎng)度的3倍；點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)時(shí)兩個(gè)相鄰壓痕中心之間的距離L見表2,線測(cè)試(R型測(cè)試)時(shí)兩個(gè)相鄰壓痕中心之間的距離L見表4。注：建議整個(gè)焊縫金屬硬度試驗(yàn)采用相同的試驗(yàn)力。表2點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)兩個(gè)相鄰壓痕中心之間的距離L測(cè)定方法母材兩個(gè)相鄰壓痕中心之間的距離，L維氏硬度試驗(yàn)(HV)淬硬鋼不淬硬鋼和有色金屬努氏硬度試驗(yàn)(HK)淬硬鋼L≥3dku長(zhǎng)對(duì)角線L≥3dks短對(duì)角線不淬硬鋼和有色金屬L≥6dxi.長(zhǎng)對(duì)角線L≥6dxs短對(duì)角線6.4點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)焊縫金屬應(yīng)至少選取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行硬度試驗(yàn)：中心、頂部和底部，或中心、左邊和右邊，如圖3所示。測(cè)定所有壓痕的硬度值。對(duì)于維氏硬度試驗(yàn)使用較大試驗(yàn)力時(shí)，如49N(HV5)和98N(HV10),壓痕焊縫金屬硬度試驗(yàn)時(shí)，壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度dv或dgs應(yīng)不大于被測(cè)焊縫寬度的1/10。試驗(yàn)力應(yīng)滿足表3要求。注：維氏硬度試驗(yàn)中根據(jù)硬度值和試驗(yàn)力估算的壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度見表A.1;努氏硬度試驗(yàn)中根據(jù)硬度值和試驗(yàn)力估算的壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度見表A.2。熱影響區(qū)應(yīng)沿熔合線選取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行硬度試驗(yàn)，見圖3a)和3b)。熱影響區(qū)和焊縫金屬硬度試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)力應(yīng)相同。熱影響區(qū)硬度試驗(yàn)時(shí)，壓痕中心與熔合線之間的距離W應(yīng)不小于0.5dv且不大于dv,或不小于0.5dxs且不大于2dgs,如圖3a)和3b)所示。母材應(yīng)至少選取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)位置記錄在報(bào)告中。對(duì)于點(diǎn)測(cè)試，測(cè)定區(qū)域應(yīng)按圖1所示予以編號(hào)。b)努氏硬度(dgs/2≤W≤2dgs)說明：1——焊縫金屬；3——熱影響區(qū)(HAZ);7——母材；點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)焊縫金屬和熱影響區(qū)壓痕位置示例點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)焊縫金屬和熱影響區(qū)壓痕位置示例67硬度符號(hào)維氏硬度試驗(yàn)努氏硬度試驗(yàn) —6.5線測(cè)試(R型測(cè)試)圖4給出了線測(cè)試(R型測(cè)試)壓痕位置示例。如相關(guān)協(xié)議或應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，可增加壓痕數(shù)量和/的線測(cè)試。壓痕的位置和數(shù)量選擇應(yīng)能保證可以確定焊接所引起的硬化或軟化區(qū)域。焊縫和熱影響區(qū)壓痕中心之間的推薦距離見表4。對(duì)于焊縫熱影響區(qū)硬化的金屬，應(yīng)額外增加兩個(gè)壓痕，壓痕中心與熔合線之間的距離W應(yīng)為dv/2≤W≤dv或dks/2≤W≤2dks,如圖5所示。8單位為毫米b——熔合線。圖4線測(cè)試(R型測(cè)試)壓痕位置示例硬度符號(hào)淬硬鋼不淬硬鋼和有色金屬9b)努氏硬度(dgs/2≤W≤2dgs)1——焊縫金屬； 7——母材；b——熔合線。壓痕位置及對(duì)應(yīng)硬度值均應(yīng)記錄。8試驗(yàn)報(bào)告b)母材金屬和焊接接頭的厚度和尺寸；e)試驗(yàn)設(shè)備檢定/校準(zhǔn)證書(包括檢定/校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)塊和檢定/校準(zhǔn)時(shí)間);j)試樣標(biāo)識(shí)。(資料性附錄)試驗(yàn)力的選擇表A.1和表A.2分別給出了維氏硬度和努氏硬度試驗(yàn)中根據(jù)硬度值和試驗(yàn)力估算的壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的示例。式A.1和表A.2分別給出了維氏硬度和努氏硬度試驗(yàn)的壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度計(jì)算公式。表A.1維氏硬度試驗(yàn)中根據(jù)硬度值和試驗(yàn)力估算的壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度維氏硬度硬度符號(hào)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，dv/mm — 維氏硬度和壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的關(guān)系：式中：F——試驗(yàn)力，單位為牛(N);dv——壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。表A.2努氏硬度試驗(yàn)中根據(jù)硬度值和試驗(yàn)力估算的壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度努氏硬度試驗(yàn)力，F(xiàn)/N硬度符號(hào) — — —·短對(duì)角線長(zhǎng)度dks比長(zhǎng)對(duì)角線dki短約1/7。努氏硬度與壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度間關(guān)系：F——試驗(yàn)力，單位為牛(N);dg?.——壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度。(資料性附錄)焊接接頭點(diǎn)測(cè)試(E型測(cè)試)硬度試驗(yàn)報(bào)告實(shí)例焊后熱處理和/或時(shí)效處理：帶有測(cè)試區(qū)域及壓痕位置的照片或示意圖測(cè)試區(qū)域壓痕位置單個(gè)硬度值‘平均硬度1焊接金屬，頂部2焊接金屬，底部3熱影響區(qū)，焊接頂部4熱影響區(qū)，焊接底部5熱影響區(qū)，焊接頂部6熱影響區(qū)，焊接底部7母材8母材應(yīng)按GB/T4340.1或GB/T18449.1標(biāo)明試驗(yàn)力。HV(資料性附錄)焊接接頭線測(cè)試(R型測(cè)試)硬度試驗(yàn)報(bào)告實(shí)例線測(cè)試(R型測(cè)試)硬度試驗(yàn)：[標(biāo)明維氏/努氏試驗(yàn)和硬度符號(hào)(如：HV0.01或HK0.3)]激光或電子束類型：