CNS 14898-2005 Method for test of Brinell hardness of titanium sponge《海绵钛之勃氏硬度测定法》.pdf

1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 77.120.50 H2124 14898 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 94 年 2 月 5 日 年月日 海綿鈦之勃氏硬度測定法 (共 5 頁) Method for test of Brinell hardness of titanium sponge 1. 適用範圍：本標準規定海綿鈦之勃氏硬度測定方法。 備考：本標準中 ( )內之單位係公制，數值為近似值。 2. 測定方法：依試樣熔解方法，區分為下列 2 種。 (1) 鈕釦法 (2) 渣殼法 3. 鈕釦法 3.1

2、方法概要：將待測勃氏硬度之海綿鈦，依 CNS 14895鈦及鈦合金取樣法之規定縮分後，以分取 4 個可代表該批之試樣，依鈕釦熔解法製作鈕釦狀硬度測定用試樣，測定此試樣硬度，作為海綿鈦硬度。 3.2 試樣：試樣係經縮分採取 100 g 者 4 個，惟須可代表該批 (1)者。 註 (1) 批之質量，原則上為 5000 kg 以上。 3.3 熔解裝置：由熔解爐水冷銅坩堝 (2)、爐體及水冷鎢電極 (3)所組成 、直流電源、真空系統、配線及配管所構成 (4)。 註 (2) 水冷銅坩堝大小，乃可得到直徑約 55 mm，厚度 12 13mm 之鈕釦狀試樣即可。 (3) 鎢電極，使用純度 99.6 %以上者

3、，其直徑以 6 8 mm 為宜。 (4) 參照附圖 1。 3.4 裝置之清掃：熔解爐內部，以砂紙、甲醇、脫脂棉等清理亁淨，鎢電極係以研磨之方式去除鈦等之附著物。 3.5 裝置之組合：將試樣放入水冷銅鉗堝中，而將裝置組合。此時連接坩堝於正，鎢電極於負。 爐之真空洩漏，在 6.6 Pa(50 m H)時，應為 1 L /s 以下。 3.6 熔解操作：以真空系統實施排氣，使成為 6.6 Pa(50 m Hg)程度之真空，繼續排氣約 10 分鐘後導入氬氣。氬氣係使用純度 99.999 vol%以上者，使其壓力稍高於大氣壓，亦可使氬氣流通於爐體內。通冷卻水流入後降下電極，以使電極與海綿鈦之間產生弧光。

4、以熔解電壓 20 35 V，電流 300 800 A，注意不使弧光間斷之情形下熔解 1 2分鐘。停止電流後仍在氬氣氛下冷卻至鈕釦狀試樣不會氧化。然後關冷卻水，取出鈕釦狀試樣 (5)。 註 (5) 為了防止在熔解中冷卻水洩漏而引起之事故，在熔解前，須細心檢查各部分。 2 CNS 14898, H 2124 3.7 試片之調製：將鈕釦狀試樣切削、研磨，使成為上下面平行且平滑，作為試片。試片厚度為約 10 mm，且須符合 CNS 2113勃氏硬度試驗法所規定之試樣條件。 3.8 勃氏硬度測定方法：勃氏硬度測定方法，係以鈕釦表面上 3 點之測定值平均為鈕釦硬度，而以 3 個鈕釦硬度平均值作為試樣硬度。

5、此時，使用直徑 10 mm 之壓頭，試驗荷載為 14.71 kN(6)(1500 kgf)，試驗載重保持時間為 30 秒。但，鈕釦間之硬度差為平均硬度之 10 %以上時，將剩餘之 1 個測定，以 4 個鈕釦之平均值作為試樣硬度。此時，鈕釦間之硬度差，為平均硬度之 10 %以上，則重新採取試樣並再實施試驗。 (1) 勃氏硬度試驗機：須符合 CNS 9472勃氏硬度試驗機之規定。 (2) 勃氏硬度之計算方法：參照 CNS 2113，依下式算出。 )dDD(DF2102.0HB22= 式中， HB：勃氏硬度 F：試驗載重 (kN)(6) D：壓頭直徑 (mm) d：凹痕直徑 (mm) 註 (6) 試

6、驗載重 (F)之單位為 kgf 時，依下式算出勃氏硬度。 )dDD(DF2HB22= 4. 凝殼法 4.1 方法概要：自待測勃氏硬度之海綿鈦，依 CNS 14895 之規定縮分，採取 1 個可代表該批之試樣後，以渣殼法製作鑄錠狀硬度測定用試樣，測定此試樣硬度，作為海綿鈦硬度。 4.2 試樣：試樣係以縮分採取 1400 g 者 1 個，惟須可代表該批 (7)者。 註 (7) 批之質量，原則上為 5000 kg 以下。 4.3 熔解裝置：由熔解爐兩段式水冷銅坩堝 (8)、爐體及水冷鎢電極 (9)所組成者 、直流電源 (9)、真空系統、配線及配管所構成 (10)。 註 (8) 兩段式水冷銅坩堝之上段

7、直徑為 100 140 mm，下段之鑄模部分大小以可得到直徑 55 60 mm，高 70 110 mm 大小之鑄錠即可。 (9) 鎢電極，使用純度 99.6%以上者，其直徑以 10mm 為宜。 (10) 參照附圖 2。 4.4 裝置之清掃：依第 3.4 節之規定。 4.5 裝置之組合：在兩段式水冷銅坩堝之下段鑄模部頂部，放置厚 0.1 mm(約 1.5g)之鈦箔，放入試樣於其上面，而將裝置組合。此時，連接坩堝於正極，鎢電極於負極。 爐之真空洩漏，在 6.6Pa(50 m Hg)時，應為 1 L /s 以下。 4.6 熔解操作：以真空系統實施排氣，使成為 6.6Pa(50 m Hg)程度之真空，

8、繼續排氣約 10 分鐘後導入氬氣。氬氣係使用純度 99.999 vol%以上者，使其壓力稍高 3 CNS 14898, H 2124於大氣壓，亦可使氬氣流通於爐體內。通入冷卻水後降低電極，以使電極與海綿鈦之間產生弧光。 以熔解電壓 35 40 V，電流為 400 600 A，注意不使弧光間斷之情形下熔解約2 分鐘，至熔化液表面平滑。 然後，調整電壓為 20 30 V，電流為 800 1200 A，讓弧光以每分鐘 30 50 轉，繪直徑約 50 mm 之圓形下，繼續攪拌 6 8 分鐘後，將弧光固定於熔化液中心部，以使熔漿鑄入下段鑄模部分，停止電流。讓它在氬氣氛下冷卻至鑄錠不被氧化為止，然後停止冷

9、卻水，取出鑄錠 (11)。 註 (11) 鑄錠質量為 800 1000 g。 4.7 試片之調製：將鑄錠上下面各切削去除 10 mm 以上，然後實施切削，研磨使其上下面成為平行且平滑，作為試片，試片須符合 CNS 2113 之試樣條件。 4.8 勃氏硬度測定方法：勃氏硬度測定方法，係在鑄錠試片上下面測定 3 點之硬度，以其平均值作為試樣之硬度。此時，使用直徑 10 mm 之壓頭，試驗載重為 14.71 kN(1500 kgf)，試驗載重保持時間為 30 秒。但，鑄錠上下面之各硬度差為平均硬度之 10 %以上時，須重新採取試樣並再實施試驗。 (1) 勃氏硬度試驗機：依第 3.8(1)節之規定。

10、(2) 勃氏硬度之計算方法：依第 3.8(2)節之規定。 引用標準： CNS 2113 勃氏硬度試驗法 CNS 9472 勃氏硬度試驗機 CNS 14895 鈦及鈦合金取樣法 CNS 14897 海綿鈦 4 CNS 14898, H 2124 附圖 1 100 g 鈕釦熔解爐 (例 ) 單位： mm A：橡膠軟管或風箱 (銅 ) B：絕緣材料 (四氟化乙烯 ) C：爐蓋 (碳鋼 ) D：玻璃圓筒 (硬質玻璃 ) E：遮蔽板 (硬質玻璃 ) F：電極 (鎢 ) G：橡膠襯墊 (氯丁橡膠 ) H：坩堝 (銅 ) 冷却水氬氣排氣口氬氣 冷却水冷却水 5 CNS 14898, H 2124附圖 2 1400 g 渣殼熔解爐 (例 ) 單位： mm A：伸縮銅管 B：監視窗 C：橡膠襯墊 (氯丁橡膠 ) D：電極 (鎢 ) E：坩堝 (鍋 ) F：舖板 (鈦箔 ) G：鑄模部分 (銅 ) 冷却水冷却水冷却水冷却水 冷却水 海綿鈦 升降桿 升降桿把手 氬氣真空 氬氣 冷却水