1. Quelles sont les principales échelles de dureté utilisées pour tester les bobines d’acier galvanisé ? Quelles sont leurs plages applicables respectives ?
L'échelle de dureté Rockwell B (HRB) est la plus couramment utilisée pour tester la dureté des bobines d'acier galvanisé, suivie par la dureté Vickers (HV) et la dureté Brinell (HB). Le test de dureté Rockwell consiste à enfoncer une bille d'acier trempé d'un certain diamètre dans la surface de l'échantillon sous une charge spécifiée. La valeur de dureté est déterminée en mesurant la profondeur d'indentation ; plus la profondeur est grande, plus la dureté est faible. Cette méthode est rapide et ne nécessite pas de mesurer la diagonale d’indentation, ce qui la rend largement utilisée pour le contrôle qualité en production. Étant donné que le matériau de base des tôles d'acier galvanisées est principalement de l'acier à faible-acier au carbone et de l'acier faible-allié, avec une épaisseur généralement comprise entre 0,3 et 5,0 mm, l'échelle HRB est particulièrement adaptée. Sa charge totale est de 100 kg, utilisant un pénétrateur à bille en acier d'un diamètre de 1/16 de pouce. Lorsque la résistance du matériau de base est élevée et que la dureté dépasse HRB 100, l'échelle HRC ou HRA (utilisant un pénétrateur à cône en diamant) peut être utilisée et la profondeur d'indentation doit être contrôlée pour éviter une défaillance du pénétrateur. La dureté Vickers (HV) est très polyvalente et convient à l'évaluation de la dureté des sections transversales de plaques minces-ou des zones microscopiques. Cependant, il est lent à tester et nécessite une grande planéité de la surface de l'échantillon, il est donc principalement utilisé pour l'inspection d'arbitrage de qualité. Dans la pratique de l'ingénierie, les testeurs de dureté Leeb sont également couramment utilisés pour les tests non destructifs sur site--, HRB et HV étant les meilleurs. Les résultats des tests sont ensuite convertis en valeurs de résistance à la traction pour la détermination du matériau.
2. Comment les degrés de dureté des bobines galvanisées sont-ils classés du plus mou au plus dur en fonction de leur degré d'écrouissage ?
R : Les degrés de dureté des bobines galvanisées sont classés en cinq niveaux du plus doux au plus dur en fonction du degré d'écrouissage du matériau de base après laminage à froid et de son état de recuit. L'état mou recuit (généralement désigné S) correspond à une dureté d'environ HRB 85-110. Le matériau de base a subi un recuit de recristallisation complet, ce qui donne une structure uniforme et une bonne plasticité, adaptée à l'emboutissage profond. 1/8 dur correspond à HRB 50-71, HV 95-130. Le matériau de base a subi un léger écrouissage par laminage à froid, utilisé pour le pliage peu profond et les pièces de pliage générales. 1/4 dur correspond à HRB 65-80, HV 115-150. Il a une certaine résistance et conserve une bonne formabilité, adapté à l'étirage de pièces cylindriques peu profondes et de supports structurels. 1/2 dur correspond à HRB 74-89, HV 135-185. La résistance est encore améliorée et utilisée pour les pièces structurelles générales et les composants présentant certaines exigences de charge. Les matériaux entièrement rigides correspondent à HRB 85 et supérieur et HV 170 et supérieur. Le matériau de base n'est pas recuit ou n'est que légèrement recuit, conservant ainsi l'état durci à haute résistance après le laminage à froid. Ils sont utilisés dans des applications où une grande rigidité est requise et où un formage complexe n'est pas nécessaire, comme dans les panneaux de toiture et les tuiles ondulées.
3. Comment le degré de dureté des bobines galvanisées est-il exprimé en acier à haute résistance et en matériaux de qualité structurelle ?
R : Pour les bobines d'acier faiblement-allié à haute résistance-et d'acier duplex galvanisé, la valeur de dureté ne peut plus être directement utilisée comme désignation de nuance, mais la qualité de résistance peut être indirectement reflétée à travers la plage de dureté. Par exemple, selon la norme EN 10292, l'acier renforcé par précipitation à chaud-galvanisé par immersion-est divisé en plusieurs qualités en fonction de la limite d'élasticité, telles que HX260LAD, HX300LAD, HX340LAD, HX380LAD et HX420LAD. La résistance est améliorée par l'ajout d'éléments de microalliage tels que Nb et Ti grâce au renforcement par précipitation et au raffinement du grain. Parmi eux, le HX380LAD et les qualités supérieures peuvent atteindre des résistances à la traction supérieures à 550 MPa, correspondant à des duretés d'environ HRB 85~95 et HV 170~210. Dans la norme ASTM A653, la nuance d'acier allié à haute-faible résistance-(HSLAS) indique directement la limite d'élasticité minimale via la désignation de la nuance. Les nuances d'acier qui doivent répondre aux exigences obligatoires de dureté sont répertoriées séparément dans la norme et les conditions d'essai de dureté sont clairement spécifiées. Pour les tôles d'acier galvanisées de qualité structurelle (série S) telles que S220GD et S350GD dans la norme européenne EN 10147, la norme elle-même n'impose pas de valeur de dureté, mais dans la production réelle, la dureté est utilisée comme indicateur de contrôle du processus pour l'état de recuit et la stabilité du processus.
4. Quelle est la relation de conversion entre la dureté et la résistance, et quelles sont ses applications en ingénierie ?
R : Pour les substrats en acier au carbone et en acier faiblement allié-utilisés dans les bobines galvanisées, il existe une bonne corrélation positive linéaire entre la dureté Rockwell (HRB) et la résistance à la traction. Dans la pratique industrielle, une formule empirique est couramment utilisée pour une conversion approximative : Résistance à la traction (MPa) ≈ 3,2 × HRB + 150 (Cette formule est applicable à l'acier à faible -carbone avec une plage HRB de 50~100). Les tests de dureté sont simples et rapides et peuvent être effectués en continu sur les lignes de production de bandes, tandis que les tests de traction nécessitent la découpe d'échantillons standards et prennent du temps. Par conséquent, les tests de dureté sont largement utilisés dans le contrôle qualité des processus pour estimer rapidement les propriétés mécaniques des pièces. Sur le site d'ingénierie, les opérateurs utilisent des testeurs de dureté Leeb ou des testeurs de dureté portables Rockwell pour effectuer des tests de dureté sur des bobines galvanisées ou des produits finis, convertir la valeur HRB en valeur de résistance à la traction en se référant aux tableaux, puis déterminer si le matériau répond aux exigences de conception selon des normes telles que GB/T 700 et GB/T 1591. Cependant, il convient de noter que cette relation de conversion ne s'applique qu'à la comparaison de la même nuance d'acier et de conditions de traitement thermique similaires. Pour les bobines galvanisées avec des systèmes de composition différents (tels que l'acier IF et l'acier à haute résistance contenant du phosphore-contenant-), la même formule de conversion ne peut pas être appliquée directement à tous les matériaux.
5. La couche de zingage elle-même affecte-t-elle les résultats des tests de dureté ? Comment opérer correctement pour obtenir la vraie dureté du substrat ?
R : L'influence de la couche de zingage sur les résultats des tests de dureté du substrat est généralement négligeable. L'épaisseur de la couche de zingage est généralement comprise entre 5 et 30 micromètres (au total pour les deux côtés, environ 2,5 à 15 micromètres pour un côté), tandis que la profondeur d'indentation du pénétrateur à bille en acier d'essai de dureté Rockwell sur la surface métallique atteint généralement 0,1 à 0,5 millimètres. La profondeur d'indentation dépasse de loin l'épaisseur de la couche de zingage. Par conséquent, la valeur de dureté mesurée est principalement déterminée par le substrat en acier ; la couche de zinc ne constitue qu'une couche superficielle peu profonde et sa contribution à la résistance à l'indentation est négligeable. Baosteel indique également clairement dans les spécifications techniques de ses produits que l'influence de la couche de zingage elle-même sur la valeur de dureté est négligeable. Cependant, pour garantir l'exactitude des résultats des tests, les points opérationnels suivants doivent toujours être notés : Tout d'abord, avant le test, la couche riche en zinc-et les taches d'huile sur la surface du point de test peuvent être délicatement enlevées avec du papier de verre fin, mais un ponçage excessif doit être évité pour éviter d'endommager le substrat ; deuxièmement, au moins 35 points de test doivent être pris dans les directions de la largeur et de la longueur pour éliminer les erreurs de point unique ; Enfin, lorsqu'il existe des fluctuations longitudinales évidentes de dureté dans les bobines galvanisées, cela reflète souvent des problèmes de processus tels qu'une température de recuit inégale avant la galvanisation, plutôt que des écarts causés par le revêtement lui-même, et doit être confirmé par des tests de traction et une analyse de la microstructure. Pour les produits à revêtement épais avec une épaisseur de revêtement extrêmement importante (par exemple supérieure à 80 micromètres), il est recommandé de meuler légèrement la surface d'essai de l'échantillon jusqu'à la couche de substrat avant d'effectuer le test de dureté pour obtenir la valeur de dureté du substrat la plus précise et la plus fiable.