Jominy試驗標準
2021.10.141 適用范圍
該國際標準介紹了一種通過(guò)末端摧毀法測試鋼硬性的方法（喬米尼試驗），試驗中所用試片直徑為25毫米，長(cháng)度100毫米。
注：根據協(xié)議規定，同時(shí)為了界定適用范圍，該國際標準中描述的試驗可由根據已接受的數學(xué)模式進(jìn)行的喬米尼曲線(xiàn)計算取代（參看附件C）。如有糾紛，應進(jìn)行該試驗。
2 標準參照
下列標準文件包括本國際標準引用的有關(guān)條文。相關(guān)出版物的修改或修訂不適用于該文件。但是，我們鼓勵以該國際標準為基礎的協(xié)議各方調查利用下列各標準文件的最新版的可能性。對未標出日期的參考，涉及的標準文件的最新版可適用。國際標準組織與國際電工委員會(huì )的成員保留當前有效的國際標準的記錄。
ISO 6507-1，《金屬材料－Vickers硬度試驗》第一部分：試驗方法。
ISO 6508-1，《金屬材料－Rockwell硬度試驗》第一部分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N和T級）。
ISO 6508-2，《金屬材料－Rockwell硬度試驗》第二部分：試驗機器的驗證與校準（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N和T級）。
ISO 6508-3，《金屬材料－Rockwell硬度試驗》第三部分：對比塊的校準（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N和T級）。
3 原則
該試驗包括：
a) 將一個(gè)圓柱行的試片加熱至奧氏體的范圍內的特定溫度，并持續一段時(shí)間；
b) 在特定條件下、對其一端灑水進(jìn)行淬火；
c) 在試片上的縱向平面上特定的點(diǎn)上檢測硬度，以通過(guò)硬度的改變判斷鋼的硬性。
4 符號與意義
試片的形式與它們的準備
5.1 取樣
若無(wú)產(chǎn)品標準中的具體要求，而且，除非在訂單中另有規定，無(wú)論產(chǎn)品的厚度（或直徑）如何，均可通過(guò)下列方式進(jìn)行試片取樣：
— 對直徑在30毫米至32毫米之間的試片進(jìn)行熱軋或鍛造；
— 對直徑在毫米、軸局表面產(chǎn)品至少毫米的進(jìn)行加工（見(jiàn)圖1）。
如果產(chǎn)品是經(jīng)過(guò)持續鍛造生產(chǎn)的，建議在取樣前至少考慮8：1的損耗率。
在對試片進(jìn)行加工前的所有成形過(guò)程中，產(chǎn)品從各方面造成的變形要盡可能統一。
對于獨立鍛造的對比試片，在變形前的原始橫界面必須至少是相對應的所需30毫米至32毫米的橫界面的3倍。
如有特殊規定，試片可以通過(guò)適當的鍛造程序獲取，并在類(lèi)似鍛造的條件下測試。
試片的平面的軸心的位置應與距離產(chǎn)品表面的位置相同（見(jiàn)圖1）。為此，將對試片進(jìn)行標注，以便能清晰地識別出圓柱形榜上的位置。
5.2 尺寸
5.2.1 試片為一個(gè)圓形榜，直徑為25毫米，長(cháng)度為100毫米。
5.2.2 不進(jìn)行淬火的試片末端直徑應為30毫米至32毫米，具體視該末端的行狀而定。圖2中顯示的是兩個(gè)示例：有法蘭或切口的試片（以通過(guò)適當的支持，迅速找到其中心，并將其置于淬火作業(yè)的位置）。
5.2.3 必要時(shí)，試片將上將進(jìn)行標注（在與將要淬火的一端相反的一端上），便于發(fā)現其相對應于原始產(chǎn)品的位置。
5.3 熱處理
除非另有約定，試片在加工和淬火前將被規格化。規格化過(guò)程將在材料標準中說(shuō)明的平均溫度范圍內進(jìn)行。如果材料標準沒(méi)有規定進(jìn)行規格化的具體溫度，規格化溫度將由特殊協(xié)定規定，或通過(guò)試驗部門(mén)選擇。在規格化溫度中停留的時(shí)間為分鐘左右。
熱處理在每次試驗中都要進(jìn)行，保證加工過(guò)的試片沒(méi)有脫碳的痕跡。
5.4 加工
試片的圓柱形表面要使用優(yōu)質(zhì)車(chē)削進(jìn)行加工；試片末端的表面應拋光，并進(jìn)行精細的打磨，不得有毛刺（見(jiàn)圖2）。
6 儀器
儀器是用來(lái)對試片進(jìn)行淬火的設備。
6.1 淬火設備是一種突然將水柱噴向將要淬火的試片的設備。這種設備可以是：快速水龍頭外加一個(gè)可以調節水流流速的系統，或者外加一個(gè)能迅速打開(kāi)和關(guān)閉水柱的裝置。（見(jiàn)圖3）如是快速水龍頭，則水龍頭后供水管的長(cháng)度至少為50毫米，以保障水流適當。
6.2 供水管末端與試片支架的相對位置應保證供水管末端與要進(jìn)行淬火的試片一端的距離為（12,5 ± 0,5）毫米（見(jiàn)圖3）。
6.3 試片支架應能確保將試片精確地置于供水管末端的中心處，同時(shí)保證在噴水期間握牢試片。在試片放上去時(shí)應該是干的，試片在擺放時(shí)和進(jìn)行實(shí)際淬火前以及末端淬火期間，應避免濺上水。
6.4 試片沒(méi)有放在恰當位置時(shí)水柱距供水管的高度應在（65 ± 10）毫米（見(jiàn)圖4）
供水管中的水的溫度應為（20 ± 5） °C。
如果進(jìn)行對比試驗，試驗時(shí)所用水的水溫應與上述溫度相同。
6.5 試片在加熱與淬火期間應避免被風(fēng)吹。
試片的加熱與淬火
7.1 加熱
7.1.1 試片要統一加熱到相關(guān)產(chǎn)品說(shuō)明或特殊協(xié)議中說(shuō)明的溫度，并持續20分鐘，然后在規定的溫度下持續分鐘。對特殊類(lèi)型的爐子，時(shí)間可能根據之前經(jīng)歷的試片中心達到理想溫度時(shí)所需的時(shí)間來(lái)決定（該溫度的測量方法是：將一 熱電偶置于沿試片頭端中軸鉆的孔中）。
7.1.2 注意，盡量減少試片的脫碳，并防止氧化以及鱗片的出現。
7.2 淬火
7.2.1 把試片從爐子上移走至開(kāi)始噴水之間的時(shí)間間隔不得超過(guò)5秒鐘。
在把試片從爐子上移走與置于之間上的夾子期間，試片只能用火鉗夾住不進(jìn)行淬火的一端的法蘭側或切口側。
7.2.2 噴水時(shí)間最少為10分鐘。在此之后，可以將其浸于冷水中來(lái)完成試片的冷卻工作。
2 淬火后硬度測量的準備工作和具體測量
8.1 在試片的表面，打造兩個(gè)用來(lái)測量硬度的呈180度的平面，兩個(gè)平面都與試片的中軸平行。如果試片是通過(guò)加工制成的，則這兩個(gè)平面距產(chǎn)品表面的距離要相同（見(jiàn)圖1），應有0.4毫米至0.5毫米深。這些平面應使用充分的冷卻劑以及優(yōu)質(zhì)砂輪來(lái)加工，避免產(chǎn)生過(guò)熱，因為熱量可能會(huì )改變試片的微結構。
8.2 要確保在進(jìn)行打磨時(shí)試片沒(méi)有變軟，方法如下：將試片浸于濃度為5％（V/V）的硝酸溶液中直到其完全變黑。試片的顏色應該是均勻一致的。
如果出現斑點(diǎn)，則證明試片上出現了軟點(diǎn)，應重新打造兩個(gè)平面，夾角為90度，然后用上述方法證明這兩個(gè)平面是可以接受的。在此，硬度測量要在第二組平面上進(jìn)行，并在試驗報告中進(jìn)行相關(guān)記錄。
8.3 應小心謹慎，確保試片穩固，而且在硬度測量過(guò)程中握拿牢固。
將試片在硬度測量機器上移動(dòng)的設備應能準確定位平面的中心，保證缺口之間的間隔為± 0,1毫米。后者是根據ISO 6508-1、ISO 6508-2和ISO 6508-3在平面的軸上鉆的。
8.3.1 如有特殊約定，則可根據ISO 6507-1使用維氏硬度HV 30測量來(lái)取代洛氏硬度測量。
8.3.2 必須確保第一個(gè)平面上的硬度缺口翹起的邊緣不會(huì )影響第二個(gè)平面的測量。
8.4 測量點(diǎn)的位置要能保證能做出下列兩個(gè)決定之一：
a） 畫(huà)出代表硬度變化的曲線(xiàn)（見(jiàn)8.4.1）；
b） 測量出一個(gè)或更多具體點(diǎn)的硬度（見(jiàn)8.4.2）。
8.4.1 畫(huà)代表硬度變化的曲線(xiàn)
8.4.1.1 一般情況下，前8個(gè)點(diǎn)距淬火端的距離（以毫米表示）如下（見(jiàn)圖5）：
1,5 – 3 – 5 – 7 – 9 – 11 – 13 – 15
之后的點(diǎn)之間應有5毫米的間隔。
8.4.1.2 如果鋼的硬性較低，則第一個(gè)測量點(diǎn)距淬火端的距離應為1.0毫米；之后第二點(diǎn)距該淬火端的距離應為11毫米，其他各點(diǎn)的相互間隔為1毫米。最后5個(gè)點(diǎn)距淬火端的距離應分別為13毫米、15毫米、20毫米、25毫米和30毫米。
注： 8.4.1.1與8.4.1.2中硬度缺口之間的距離并不總是符合ISO6508中規定的最小距離。但根據該國際標準，其獲得的硬度值一般情況下是足夠準確的。
8.4.2 具體點(diǎn)硬度的測量
可以測量距淬火端特定距離的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)硬度，這些點(diǎn)可以包括/不包括，8.4.1.1和 8.4.1.2中的點(diǎn)。
3 結果的表述
9.1 任一點(diǎn)的硬度
對于任何距離d，8.1中具體說(shuō)明的兩個(gè)平面在該距離d的平均硬度將被記錄下來(lái)，原則上值以精確到0,5 HRC或10 HV。
9.2 硬度曲線(xiàn)的繪制
距離d畫(huà)在橫坐標上，相應的硬度值畫(huà)在縱坐標上。推薦使用如下比例：
— 在橫坐標上，或10毫米代表5毫米距離，或10毫米代表低硬度鋼上的1毫米距離；
— 在縱坐標上，10毫米代表5HRC或50HV。
注：如果使用計算機輔助設備繪制喬米尼曲線(xiàn)，該計算機程序將自動(dòng)對應坐標軸的比例尺。
具體一種鋼的硬性特點(diǎn)描述
使用下列方法之一：
a) 繪制硬度曲線(xiàn)；
b) 給出3點(diǎn)的硬度：一點(diǎn)距淬火端1.5毫米（低硬度鋼為1毫米），其他兩點(diǎn)根據具體約定決定；
c) 給出兩點(diǎn)的硬度，這兩點(diǎn)的距離有具體約定決定；
d) 給出距淬火端具體距離的一點(diǎn)的硬度；
e) 給出距離與相對應的硬度值表。
9.4 測量結果的代號表示法
測量結果可以用下列形式表示：字母“J”后跟兩個(gè)數字，如：
Jxx-d，
其中
xx 指硬度，以HRC或HV 30表示；
d 指測量點(diǎn)距淬火端的距離，以毫米表示。
示例
J35-15 表示距淬火端15毫米處的一點(diǎn)硬度為35RHC；（見(jiàn)圖6），
JHV 450-10 表示距淬火端10毫米處的一點(diǎn)硬度為450 HV 30。
注：也可能使用代號Jd = xx ，詳情見(jiàn)A.2.4.
4 試驗結果
試驗報告要包括下列信息：
a) 參考本國際標準，即ISO 642；
b) 鋼的級別；
c) 澆鑄號；
d) 化學(xué)成分；
e) 取樣方法；
f) 規格化處理的條件以及試片加熱的條件；
g) 使用的硬度測試方法；
h) 測試結果。
注：建議注明水溫，以比較試驗結果。
附件A （標準化）
產(chǎn)品硬性規格
A.1 方法
使用下列方法之一：
a) 使用下列曲線(xiàn)表示末端淬火（喬米尼試驗）硬度深度值：
1） 極限曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)上方繪制鋼的末端淬火（喬米尼試驗）硬度深度值曲線(xiàn)；或
2） 極限曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)下方繪制繪制鋼的末端淬火（喬米尼試驗）硬度深度值曲線(xiàn)；或
3） 上端淬火與下末端淬火（喬米尼試驗）曲線(xiàn)，在此曲線(xiàn)中間繪制鋼的末端淬火（喬米尼試驗）硬度深度值曲線(xiàn)；（見(jiàn)圖A.1）；
b) 給出末端淬火（喬米尼試驗）曲線(xiàn)上的具體點(diǎn)：
—上限，或；
—下限，或
—上限與下限之間的范圍：
i） 通過(guò)標明具有某一硬度的某點(diǎn)距淬火端的距離；或
ii） 標明距淬火端特定距離的一點(diǎn)的硬度。
A.2 說(shuō)明硬性
也可以通過(guò)如下方式說(shuō)明硬度：
A.2.1 J 45-6/18表示距離淬火端6毫米與距離淬火端18毫米的兩點(diǎn)間某一點(diǎn)的硬度為45 HRC（見(jiàn)圖A2）。
A.2.2 J 35/48-15 表示距淬火端15毫米的一點(diǎn)的硬度在35HRC至48HRC之間（見(jiàn)如A3）。
A.2.3 JHV 340/490-15表示距淬火端15毫米處的某點(diǎn)的硬度在HV 340至 HV 490之間。
A.2.4 在某些國家，還可使用如下代號：
J 15 = 35/45表示距淬火端15毫米的一點(diǎn)的HRC值在35至45之間。
附件B （標準化）
有關(guān)第10條的附加信息
在許多情況下，了解試片表面的冷卻速度是很有用的。
7.2中第6條中規定的淬火過(guò)程條件允許將試片末端的冷卻速度視為一定值。
考慮到大部分情況下容易忽視冷卻過(guò)程中鋼結構變化產(chǎn)生的熱量以及不同鋼的熱傳導率與標準試片的熱傳導率有差異，試片的溫度波動(dòng)可以用各種方式表達出來(lái)。下列方法僅供參考：
a) 圖 B.1：曲線(xiàn)網(wǎng)，將速度ú/úA 作為時(shí)間的函數，其中：
úA 奧氏體化的溫度；
ú 指表面上距淬火端某距離的點(diǎn)的溫度。
圖B.2：在近700攝氏度時(shí)進(jìn)行喬米尼試驗的試片表面的冷卻速度變化，以℃/s表示。此處速度變化是各點(diǎn)距淬火端的函數。
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