[發明專利]GH4145螺栓的布氏硬度值的確定方法及裝置

在審

• 申請號: 201410655672.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN105675421A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 蔡文河;王智春;李煒麗;董樹青;趙衛東;梁軍;杜晉峰;姚大志;曾燕屏;杜毫杰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;華北電力科學研究院有限責任公司;北京科技大學;神華國華（北京）電力研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/48
• 分類號: G01N3/48
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯

技術領域

本發明涉及高合金鋼的測量技術領域，特別涉及一種GH4145螺栓的布氏硬度值 的確定方法及裝置。

背景技術

GH4145鎳基高溫合金是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]為主要強化相的時效硬化型變 形高溫合金，具有優良的抗松弛性能、抗氧化性能和高溫持久強度，廣泛用做300MW、 600MW、甚至1000MW機組汽輪機汽缸、主氣門、法蘭等部件的緊固螺栓。在超(超) 臨界工況下，GH4145螺栓在服役過程中會發生顯微組織的變化，從而導致其蠕變和 持久性能下降，在宏觀上表現為硬度指標升高，因此，火力發電廠通常是通過測量布 氏硬度來監測GH4145螺栓性能的變化。中華人民共和國電力行業標準《火力發電廠 高溫緊固件技術導則》(DL/T439-2006)中規定，GH4145螺栓的布氏硬度HBW應在 262-331。

對GH4145螺栓的研究和現場檢驗中，最主要的試驗方法有兩種：一是用里氏硬 度計對部件進行現場測試，二是對部件進行解剖，在實驗室中用臺式布氏硬度計進行 測試。

布氏硬度是在一定的檢測力作用下，壓力與試樣壓痕面積的比值。其特點是測量 精度高、重復性好，但需將待檢測試樣解剖。里氏硬度是通過規定一定質量的沖擊體， 以一定速度沖擊試樣表面，用沖擊頭在距離試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度 的比值計算其硬度值。其特點是精度高，可以保證±0.8％。

然而在現場進行硬度檢測時，臺式布氏硬度測量是不可行的，多采用便攜里氏硬 度進行測量，然后轉換為布氏硬度，依據的測試標準為GB/T17394-1998《金屬里氏 硬度試驗方法》。但是GB/T17394中明確規定其所測試對象為低碳鋼、低合金鋼和鑄 鋼，而GH4145螺栓為高合金鋼，不能直接使用GB/T17394進行換算，直接應用 GB/T17394進行測試和換算勢必會出現很大的誤差。因此，由于GB/T17394-1998《金 屬里氏硬度試驗方法》對高合金金屬部件的不適用性，不管按照GB/T17394-1998《金 屬里氏硬度試驗方法》的附表進行換算，還是直接從里氏硬度計中直接讀取布氏硬度， 確定得出的GH4145螺栓的布氏硬度勢必會出現很大的偏差，使得在實際工作中根據 DL/T439-2006《火力發電廠高溫緊固件技術導則》對GH4145鋼硬度的要求 (HBW262-331)進行判斷時，造成了嚴重的誤判，導致了實際硬度值合格但測試數 據顯示不合格的現象，對于不合格產品，規程要求重新制造，進而造成了極大的材料 浪費。

發明內容

本發明實施例提供了一種GH4145螺栓的布氏硬度值的確定方法，以減小確定出 GH4145螺栓的布氏硬度值時出現的偏差、降低誤判率、減少資料浪費。該方法包括： 獲取至少兩個試樣GH4145螺栓多個部位中每個部位上，多次測量得到的里氏硬度值 和布氏硬度值，所述多個部位包括：螺紋表面、螺紋心部、光桿表面和光桿心部；計 算所述每個部位的平均里氏硬度值和平均布氏硬度值；根據所述試樣GH4145螺栓多 個部位的平均里氏硬度值和平均布氏硬度值，生成對應于所述每個部位的里氏硬度值 和布氏硬度值的對應關系曲線；測量待測GH4145螺栓的多個部位的里氏硬度值，根 據所述對應關系曲線確定所述待測GH4145螺栓的多個部位的布氏硬度值。

在一個實施例中，每個部位是指每個部位包含的區域，所述每個部位上多次測量 得到的里氏硬度值和布氏硬度值，包括：在所述每個部位上測量多處得到的里氏硬度 值和布氏硬度值。

在一個實施例中，所述至少兩個試樣GH4145螺栓為試樣GH4145螺栓的個數為 14。

在一個實施例中，在獲取試樣GH4145螺栓多個部位中每個部位上，多次測量得 到的里氏硬度值和布氏硬度值之前，還包括：采用標準硬度塊校準用于測量里氏硬度 值的里氏硬度計和用于測量布氏硬度值的布氏硬度計。

在一個實施例中，生成對應于所述每個部位的里氏硬度值和布氏硬度值的對應關 系式為：HBW＝0.68*HLD-4，其中，HBW為布氏硬度，HLD為里氏硬度。