鋼的淬透性試驗(yàn)方法

1、鋼淬透性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法ASTMA255-02本標(biāo)準(zhǔn)包括鋼淬透性試驗(yàn)方法的描繪。這兩種試驗(yàn)方法包括端淬或Jominy試驗(yàn)或根據(jù)化學(xué)成分計(jì)算鋼的淬透性。由鋼種選擇決定淬透性的方法由供貨方和客戶(hù)共同決定。材料檢測(cè)報(bào)告應(yīng)注明所用的淬透性試驗(yàn)方法。這些試驗(yàn)方法中所采用的計(jì)算方法僅適用于具有以下化學(xué)成分范圍的鋼：元素范圍，%淬透性是測(cè)量鋼在奧氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)淬火深度的一種方法，見(jiàn)表1。它是一種定量的描繪方法，測(cè)量試樣具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸和形狀，用標(biāo)準(zhǔn)淬火方法進(jìn)展淬火得到淬火的深度或?qū)挾?。在端淬試?yàn)中，淬火深度是從淬火端部到某硬度值的間隔。表1正火和奧氏體轉(zhuǎn)變溫度A鋼種要求的最大碳含量%正火溫度C奧氏體溫度rc1000,

2、1300,15000.378708452300,2500,33000.3787080092000.5900870A在此表格中溫度變化在土6c以?xún)?nèi)是允許的。30 CoB對(duì)于6100鋼來(lái)說(shuō)正火和奧氏體化溫度要比此表中高淬透性值的單位應(yīng)以英寸-磅為標(biāo)準(zhǔn)單位，國(guó)標(biāo)單位僅供參考。本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有平安方面的條款，假設(shè)有，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用條件而定。本標(biāo)準(zhǔn)的使用者應(yīng)制定平安和安康條例并保證其適用性。E018金屬材料洛氏硬度和外表洛氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)E112平均晶粒尺寸的檢驗(yàn)方法端淬或JOMINY試驗(yàn)3.1本試驗(yàn)包括用端淬或Jominy試驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定鋼淬透性的試驗(yàn)程序。試驗(yàn)包括水淬圓柱形試樣直徑25.4mm的一端，測(cè)量淬火轉(zhuǎn)變

3、處到淬火端部的間隔。4.1試樣支架-試樣的支架應(yīng)保證試樣垂直，試樣的末端至噴水口的間隔為12.7mm,標(biāo)準(zhǔn)試樣直徑為25.4mm的適宜的支架見(jiàn)圖1。注1-其它尺寸和形狀的適宜的支架見(jiàn)圖X1.1。4.2水淬設(shè)備-垂直水柱的高度控制在63.5mm，噴水口直徑為12.7mm。水溫應(yīng)符合6.3的要求，設(shè)備應(yīng)具有小的抽水機(jī)和控制閥，應(yīng)有快速開(kāi)關(guān)閥來(lái)控制供水量。鍛件-端淬試樣應(yīng)為軋制或鍛造坯料，應(yīng)能代表整個(gè)產(chǎn)品的橫截面。假設(shè)供貨方和客戶(hù)協(xié)商同意，端淬試樣應(yīng)在鍛造、軋制產(chǎn)品或鑄造坯料給定的位置取樣。試樣直徑為25.4mm,長(zhǎng)度為101.6mm,在端淬時(shí)垂直懸掛。優(yōu)先選擇的樣品和可供選擇樣品的尺寸見(jiàn)圖2和圖3

4、。試樣應(yīng)從按照6.1進(jìn)展正火的棒料機(jī)加工得到，試樣尺寸應(yīng)去除機(jī)加工余量后，其尺寸進(jìn)展四舍五入為25.4mm。試樣要進(jìn)展水淬的端面要光滑，最好經(jīng)過(guò)磨制。假設(shè)雙方同意，可以不用正火。試樣以前的熱歷史要進(jìn)展記錄。鑄造試樣-鑄造端淬試樣可用來(lái)進(jìn)展不含硼鋼的試驗(yàn)，不可以用來(lái)進(jìn)展含硼鋼的試驗(yàn)，這樣會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。可以用石墨或金屬模具來(lái)制造直徑為25.4mm，長(zhǎng)度大于101.6mm的樣品，然后加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸。模具也可以是直徑為mm,然后加工成最終尺寸。鑄造試樣不需要正火。正火-鍛件應(yīng)進(jìn)展正火以保證適當(dāng)?shù)拇慊鹛匦浴Ｔ嚇討?yīng)在表1規(guī)定的溫度下保溫1h,進(jìn)展空冷。正火試樣進(jìn)展回火以進(jìn)步機(jī)加工性能是允許的。加熱

5、-把試樣放進(jìn)爐子里按照指定的奧氏體化溫度見(jiàn)表1加熱，保溫30min在產(chǎn)品測(cè)試中，假設(shè)細(xì)微超時(shí)，到達(dá)35min不會(huì)影響結(jié)果。在氣氛中加熱試樣是非常重要的，這樣不會(huì)產(chǎn)生氧化皮，脫碳量最低?？梢园言嚇哟怪狈旁阡佊猩F屑的容器內(nèi)，試樣的底端面接觸到鐵屑。淬火-在放入試樣前，調(diào)整水淬設(shè)備以使水柱可以到達(dá)63.5mm,噴水口直徑為12.7mm。試樣的支架在每次試驗(yàn)前應(yīng)烘干。把加熱后的試樣放在支架上，試樣底部距噴水口12.7mm,翻開(kāi)快速開(kāi)關(guān)閥進(jìn)展噴水。試樣自爐內(nèi)取出至水淬開(kāi)始的時(shí)間不得超過(guò)5s。水流的溫度在5-30，水淬的時(shí)間應(yīng)大于10min。水淬時(shí)試樣應(yīng)處在靜止的空氣中，假設(shè)試樣從夾具上移開(kāi)時(shí)還沒(méi)有冷卻

6、，應(yīng)直接淬水。o的兩邊各磨去0.38mm的深度，沿著試棒長(zhǎng)度方向測(cè)硬度，磨的深度會(huì)影響重現(xiàn)性結(jié)果，同時(shí)結(jié)果還跟試棒的冷速有關(guān)。注3-No15%濃的的硝酸體積和95%的水體積的溶液注4-No250%濃的的鹽酸體積和50%的水體積的溶液在熱水中清洗試樣，在1號(hào)溶液中腐蝕直到發(fā)黑，在2號(hào)溶液中腐蝕3秒，在熱水中清洗，在空氣中吹干。0.10mm處確定第一個(gè)壓痕中心的位置。間隔的變化可以更小。相對(duì)于測(cè)量高淬透性鋼來(lái)說(shuō)，測(cè)量低淬透性鋼時(shí)對(duì)壓頭進(jìn)展準(zhǔn)確定位更加重要。壓頭的定位應(yīng)頻繁進(jìn)展檢查以保證滿(mǎn)足測(cè)量精度要求。假設(shè)缺少重現(xiàn)性或由于實(shí)驗(yàn)室不同，壓頭間隔應(yīng)立即測(cè)量。o的兩平面上獲得。在兩平面上進(jìn)展測(cè)量能幫助發(fā)

7、如今樣品制備和硬度測(cè)量上的錯(cuò)誤。假設(shè)在任意位置兩相反面硬度相差4HRC,應(yīng)在與原來(lái)成90o的平面進(jìn)展檢測(cè)，假設(shè)重新測(cè)試后兩面硬度差也超過(guò)4HRC,那么要在新的試樣上重新試驗(yàn)。7.1試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)畫(huà)在標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)用淬透性圖表中。縱坐標(biāo)代表HRC值，橫坐標(biāo)代表硬度壓痕至淬火端面的間隔mm。按兩個(gè)或多個(gè)平面上測(cè)得的硬度平均值和其對(duì)應(yīng)的距淬火末端的間隔繪制淬透性曲線。標(biāo)準(zhǔn)ASTM淬透性曲線圖和典型的淬透性曲線見(jiàn)圖4。8.1鋼的淬透性指標(biāo)可以用指定的Jominy“J間隔時(shí)的HRC值或其范圍來(lái)表示。J4/16in.6.4mm=47HRCmin,J7/16in.11.1mm=50HRCmax,J5/16in.7.9

8、mm=38-49HRC。9.1以下信息可以記錄在ASTM淬透性圖表中。淬透性的計(jì)算10.1淬透性計(jì)算方法是在MAGrossman最初工作和碳元素以及硼元素同碳、合金含量的關(guān)系進(jìn)展優(yōu)化，并進(jìn)步準(zhǔn)確度的這些根底上的一個(gè)關(guān)于鋼的化學(xué)成分的臨界淬火直徑。這些準(zhǔn)確數(shù)字是通過(guò)含硼和無(wú)硼的1500、4100、5000、8600系列的熱處理無(wú)數(shù)次分析得出的成分含量范圍和臨界直徑的數(shù)據(jù)見(jiàn)表25。譯者按：1500含鈕稍高的碳構(gòu)造鋼。實(shí)驗(yàn)方法和技巧應(yīng)用的正確性促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)資料的匯總。本計(jì)算方法同其它方法比較，或鋼的成分不同于上述的類(lèi)別時(shí)，用戶(hù)應(yīng)參照其它有關(guān)計(jì)算淬透性的文章。兒系范圍CMnSiCrNiMo18用于化學(xué)成

9、分的臨界直徑來(lái)確定淬透性，類(lèi)別見(jiàn)10.1淬透性結(jié)果寫(xiě)出報(bào)告，報(bào)告第一個(gè)16mm之內(nèi)，前10個(gè)每隔1.6mm測(cè)量的硬度，然后是12/16,14/16,16/16,18/16,20/16,22/16,24/16,28/16,32/16處的硬度。注解5計(jì)算依靠材料每個(gè)合金元素的淬透性系數(shù)，得出一個(gè)直徑。直徑的遞增系數(shù)的使用單位為英寸一一磅，換算公制毫米請(qǐng)查表硫磷兩元素的作用不考慮，因?yàn)樗鼈冇谢ハ嗟窒膬A向。自從大多數(shù)鋼材所具有的淬透性是用電弧熔煉到細(xì)晶粒狀態(tài)證明可以滿(mǎn)足此晶粒尺寸，實(shí)際證明電弧熔煉鋼熱處理后細(xì)晶粒百分比高奧氏體晶粒度采用7號(hào)。例如SAE4118改良鋼，根據(jù)以下化學(xué)成分來(lái)計(jì)算臨界淬火直

10、徑。兒系%遞增系數(shù)CMnSiNiCrMoCuXXXXXX確定鋼的有效消費(fèi)工藝，硼系數(shù)表示硼元素增加淬透性所起的作用與碳和合金元素含量的關(guān)系是反比關(guān)系，碳和合金元素含量越高，硼系數(shù)越低。B.F.硼系數(shù)=測(cè)量DIJoming數(shù)據(jù)和碳含量/計(jì)算DI除去硼以外的成分成分 % CMn SiNi Cr Mo B計(jì)算 DI 除去硼頂端淬火實(shí)驗(yàn)結(jié)果英寸J成分1/8英寸12345678910121416硬度 HRC50 50 4948 47 45 4138 33 282522 20“2硼系數(shù)=2.97英寸/1.24英寸=2.4硼系數(shù)B。合金系數(shù)二計(jì)算DI無(wú)硼/碳遞增系數(shù)=1.24英寸/0.157英寸=83DIb=DI無(wú)硼X碳系數(shù)DIBXDIb預(yù)算DIDIb為硼鋼通過(guò)以下程序可以估計(jì)出，頂端淬火淬透性曲線10.6例如：無(wú)硼