碳鋼熱處理后的組織觀察與洛氏硬度測定課件

實驗六碳鋼熱處理后的組織觀察及洛氏硬度測定實驗六碳鋼熱處理后的組織觀察及洛氏硬度測定1〈一〉實驗?zāi)康摹炊祵嶒瀮x器〈三〉實驗原理〈四〉操作步驟〈五〉注意事項〈一〉實驗?zāi)康?一、實驗?zāi)康?1)熟悉碳鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織及形態(tài)特征。(2)加深理解不同熱處理工藝對碳鋼組織和硬度的影響。(3)熟悉洛氏硬度計的使用方法。一、實驗?zāi)康?1)熟悉碳鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織及形態(tài)3二、實驗儀器1.數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微金相系統(tǒng)2.布氏硬度機二、實驗儀器1.數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微金相系統(tǒng)4三、實驗原理碳鋼經(jīng)熱處理后的組織大都是不平衡組織，因此，在研究熱處理后的組織時，不但要使用鐵碳相圖，而且要用鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線（TTT或CCT曲線）來分析。圖6-145鋼的CCT曲線3.1碳鋼熱處理三、實驗原理碳鋼經(jīng)熱處理后的組織大都是不平衡組織，因545鋼經(jīng)完全退火后得到的組織是鐵素體+珠光體。正火后的組織是鐵索體+索氏體,如圖6－2所示。與退火后的組織比較，正火后的組織中鐵素體量較少，珠光體型組織細密且數(shù)量較多。圖6—245鋼的正火組織45鋼經(jīng)完全退火后得到的組織是鐵素體+珠光體。正火后63.2洛氏硬度試驗3.2.1洛氏硬度試驗機的機構(gòu)：金屬洛氏硬度計是測量材料洛氏硬度的專用設(shè)備。a.施加試驗力的方式不同：1．直接加荷式硬度計2．杠桿式硬度計3.還有彈簧加試驗力及液壓加試驗力等形式的硬度計。b.按照結(jié)構(gòu)形式不同：還分為臺式和攜帶式等。3.2洛氏硬度試驗3.2.1洛氏硬度試驗機的機構(gòu)：7圖1－1直接加荷式硬度計1－2杠桿式洛氏硬度計圖1－1直接加荷式硬度計1－2杠桿式洛氏硬度計83.2.2.洛氏硬度操作原理a.測量原理及操作過程洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐或淬火鋼球作為壓頭，在初試驗力F0及總試驗力F1先后作用下，將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面，保持一定的時間后卸除主試驗力Fl，在保留初試驗力F0下測量壓痕殘余深度e。100（或130）減去e值即為洛氏硬度值。3.2.2.洛氏硬度操作原理a.測量原理及操作過程9b.計算公式：為常數(shù)，用鋼球壓頭時為130；用金剛石壓頭時為100。K為什么定義為130或100？根據(jù)洛氏硬度定義：一個洛氏硬度單位在特定條件下定義為0.002mm的壓痕深度殘余增量。b.計算公式：為常數(shù)，用鋼球壓頭時為130；用金剛石壓頭時為10c.洛氏硬度標(biāo)尺分類及選用原則

洛氏硬度計按照洛氏硬度試驗的基本定義設(shè)計，采用金剛石、φ1.588mm和φ3.175mm鋼球三種壓頭，采用60kg、100kg、150kg三種試驗力。GB/T230-91《金屬洛氏硬度試驗方法》中擴展為HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRK、HRH九個標(biāo)尺。

c.洛氏硬度標(biāo)尺分類及選用原則洛氏硬度計按照洛氏硬度試驗11

A標(biāo)尺采用金剛石壓頭，60kg的載荷，測量范圍為20~88HRA。適用于測定堅硬或薄硬材料的硬度。如硬質(zhì)合金、滲碳后淬硬鋼、經(jīng)硬化處理的薄鋼帶、薄鋼板等。C標(biāo)尺采用金剛石壓頭，150kg的載荷，測量范圍為20～70HRC。當(dāng)試樣硬度低于20HRC時，金剛石壓頭壓入試樣過深，由于壓頭幾何形狀所造成的誤差增大，測量結(jié)果不準(zhǔn)確，一般要選用B標(biāo)尺；當(dāng)試樣硬度大于70HRC時，壓頭尖端產(chǎn)生的壓力過大，金剛石容易損壞，一般采用檢測力較小，壓入很深度較小的A標(biāo)尺。適應(yīng)于炭鋼、工具鋼及合金鋼等經(jīng)過淬火及回火處理的試樣的硬度試驗。B標(biāo)尺采用鋼球壓頭，100kg的載荷，硬度范圍為20～100HRB，當(dāng)試樣硬度小于20HRB時，多數(shù)情況下金屬開始蛹變，變形延續(xù)很長時間，測量結(jié)果不容易準(zhǔn)確；當(dāng)試樣硬度大于100HRB時，由于鋼球壓頭可能變形，以及壓入深度太小．影響精確測量，均可能造成誤差。用來測量有色金屬、合金及退火鋼等低硬度零件的硬度。洛氏硬度標(biāo)尺選用原則：A標(biāo)尺采用金剛石壓頭，60kg的載荷，測量范12二）試樣（1）試樣的表面應(yīng)光滑平整，不應(yīng)有氧化皮及污物，尤其不應(yīng)有油脂。試樣表面應(yīng)能保證壓痕直徑的精確測量，表面粗糙度只Ra一般不應(yīng)低于0.80um（2）試樣制備過程中，應(yīng)盡量避免由于過熱或冷加工等對試樣表面硬度產(chǎn)生影響。（3）試樣的厚度至少應(yīng)為壓痕深度的10倍，兩壓痕中心距至少為壓痕直徑的4倍，不小于2mm（4）每個試樣上的檢測點數(shù)不少于四點（第一點不記），大批量檢測可適當(dāng)減少。d.洛氏硬度檢測及注意事項：一）試驗設(shè)備的校驗：壓頭、載荷、試驗臺等三）對圓柱面和球面上測得洛氏硬度值，應(yīng)進行修正四）結(jié)果書寫洛氏硬度符號HR，HR前面為硬度數(shù)值，后面為使用的標(biāo)尺。如50HRC二）試樣d.洛氏硬度檢測及注意事項：一）試驗設(shè)備的校驗：壓頭13e.洛氏硬度檢測特點及應(yīng)用范圍1.洛氏硬度檢測操作簡便，迅速，工作效率高。2.由于使用檢測力小，產(chǎn)生的壓痕比布氏硬度檢測的壓痕小，因而對制件表面沒有明顯的損傷。3.由于使用金剛石壓頭和兩種直徑的鋼球作為壓頭，有三種檢測力共計九中標(biāo)尺，可以測量從較軟到較硬材料的硬度，使用范圍廣。4.再者有預(yù)檢測力，所以試樣表面輕微的不平度對硬度值的影響比布氏、維氏小。因此，適用于成批生產(chǎn)大量檢測的機械、冶金熱加工過程中以及半成品或成品的檢驗。特別適用于刃具、模具、量具、工具等成品的檢測。e.洛氏硬度檢測特點及應(yīng)用范圍1.洛氏硬度檢測操作簡便，迅速14四、操作步驟觀察表6－2中所列試祥的顯微組織，掌握各種組織的形態(tài)特征，并繪出所觀察試樣的顯微組織示意圖。測定45鋼經(jīng)不同熱處理后的各試樣的硬度，繪出硬度與回火溫度的關(guān)系曲線。綜合分析熱處理工藝對組織和硬度的影響。序號實驗材料熱處理條件浸蝕劑123456789101112134545454545454520T8T8T12T12T12退火正火860℃油淬860℃水淬860℃水淬200℃回火860℃水淬400℃回火860℃水淬600℃回火1000℃水淬440℃等溫3秒后水冷290℃等溫11秒后水冷球化退火780℃水淬1000℃水淬3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液3%HNO3酒精溶液

表6—2試驗材料及處理條件四、操作步驟觀察表6－2中所列試祥的顯微組織，掌握各種組織的15實驗六碳鋼熱處理后的組織觀察及洛氏硬度測定實驗六碳鋼熱處理后的組織觀察及洛氏硬度測定16〈一〉實驗?zāi)康摹炊祵嶒瀮x器〈三〉實驗原理〈四〉操作步驟〈五〉注意事項〈一〉實驗?zāi)康?7一、實驗?zāi)康?1)熟悉碳鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織及形態(tài)特征。(2)加深理解不同熱處理工藝對碳鋼組織和硬度的影響。(3)熟悉洛氏硬度計的使用方法。一、實驗?zāi)康?1)熟悉碳鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織及形態(tài)18二、實驗儀器1.數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微金相系統(tǒng)2.布氏硬度機二、實驗儀器1.數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微金相系統(tǒng)19三、實驗原理碳鋼經(jīng)熱處理后的組織大都是不平衡組織，因此，在研究熱處理后的組織時，不但要使用鐵碳相圖，而且要用鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線（TTT或CCT曲線）來分析。圖6-145鋼的CCT曲線3.1碳鋼熱處理三、實驗原理碳鋼經(jīng)熱處理后的組織大都是不平衡組織，因2045鋼經(jīng)完全退火后得到的組織是鐵素體+珠光體。正火后的組織是鐵索體+索氏體,如圖6－2所示。與退火后的組織比較，正火后的組織中鐵素體量較少，珠光體型組織細密且數(shù)量較多。圖6—245鋼的正火組織45鋼經(jīng)完全退火后得到的組織是鐵素體+珠光體。正火后213.2洛氏硬度試驗3.2.1洛氏硬度試驗機的機構(gòu)：金屬洛氏硬度計是測量材料洛氏硬度的專用設(shè)備。a.施加試驗力的方式不同：1．直接加荷式硬度計2．杠桿式硬度計3.還有彈簧加試驗力及液壓加試驗力等形式的硬度計。b.按照結(jié)構(gòu)形式不同：還分為臺式和攜帶式等。3.2洛氏硬度試驗3.2.1洛氏硬度試驗機的機構(gòu)：22圖1－1直接加荷式硬度計1－2杠桿式洛氏硬度計圖1－1直接加荷式硬度計1－2杠桿式洛氏硬度計233.2.2.洛氏硬度操作原理a.測量原理及操作過程洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐或淬火鋼球作為壓頭，在初試驗力F0及總試驗力F1先后作用下，將規(guī)定的壓頭壓入試樣表面，保持一定的時間后卸除主試驗力Fl，在保留初試驗力F0下測量壓痕殘余深度e。100（或130）減去e值即為洛氏硬度值。3.2.2.洛氏硬度操作原理a.測量原理及操作過程24b.計算公式：為常數(shù)，用鋼球壓頭時為130；用金剛石壓頭時為100。K為什么定義為130或100？根據(jù)洛氏硬度定義：一個洛氏硬度單位在特定條件下定義為0.002mm的壓痕深度殘余增量。b.計算公式：為常數(shù)，用鋼球壓頭時為130；用金剛石壓頭時為25c.洛氏硬度標(biāo)尺分類及選用原則

洛氏硬度計按照洛氏硬度試驗的基本定義設(shè)計，采用金剛石、φ1.588mm和φ3.175mm鋼球三種壓頭，采用60kg、100kg、150kg三種試驗力。GB/T230-91《金屬洛氏硬度試驗方法》中擴展為HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRK、HRH九個標(biāo)尺。

c.洛氏硬度標(biāo)尺分類及選用原則洛氏硬度計按照洛氏硬度試驗26

A標(biāo)尺采用金剛石壓頭，60kg的載荷，測量范圍為20~88HRA。適用于測定堅硬或薄硬材料的硬度。如硬質(zhì)合金、滲碳后淬硬鋼、經(jīng)硬化處理的薄鋼帶、薄鋼板等。C標(biāo)尺采用金剛石壓頭，150kg的載荷，測量范圍為20～70HRC。當(dāng)試樣硬度低于20HRC時，金剛石壓頭壓入試樣過深，由于壓頭幾何形狀所造成的誤差增大，測量結(jié)果不準(zhǔn)確，一般要選用B標(biāo)尺；當(dāng)試樣硬度大于70HRC時，壓頭尖端產(chǎn)生的壓力過大，金剛石容易損壞，一般采用檢測力較小，壓入很深度較小的A標(biāo)尺。適應(yīng)于炭鋼、工具鋼及合金鋼等經(jīng)過淬火及回火處理的試樣的硬度試驗。B標(biāo)尺采用鋼球壓頭，100kg的載荷，硬度范圍為20～100HRB，當(dāng)試樣硬度小于20HRB時，多數(shù)情況下金屬開始蛹變，變形延續(xù)很長時間，測量結(jié)果不容易準(zhǔn)確；當(dāng)試樣硬度大于100HRB時，由于鋼球壓頭可能變形，以及壓入深度太?。绊懢_測量，均可能造成誤差。用來測量有色金屬、合金及退火鋼等低硬度零件的硬度。洛氏硬度標(biāo)尺選用原則：A標(biāo)尺采用金剛石壓頭，60kg的載荷，測量范27二）試樣（1）試樣的表面應(yīng)光滑平整，不應(yīng)有氧化皮及污物，尤其不應(yīng)有油脂。試樣表面應(yīng)能保證壓痕直徑的精確測量，表面粗糙度只Ra一般不應(yīng)低于0.80um（2）試樣制備過程中，應(yīng)盡量避免由于過熱或冷加工等對試樣表面硬度產(chǎn)生影響。（3）試樣的厚度至少應(yīng)為壓痕深度的10倍，兩壓痕中心距至少為壓痕直徑的4倍，不小于2mm（4）每個試樣上的檢測點數(shù)不少于四點（第一點不記），大批量檢測可適當(dāng)減少。d.洛氏硬度檢測及注意事項：一）試驗設(shè)備的校驗：壓頭、載荷、試驗臺等三）對圓柱面和球面上測得洛氏硬度值，應(yīng)進行修正四）結(jié)果書寫洛氏硬度符號HR，HR前面為硬度數(shù)值，后面為使用的標(biāo)尺。如50HRC二）試樣d.洛氏硬度檢測及注意事項：一）試驗設(shè)備的校驗：壓頭28e.洛氏硬度檢測特點及應(yīng)用范圍1.洛氏硬度檢測操作簡便，迅速，工作效率高。2.由于使用檢測力小，產(chǎn)生的壓痕比布氏硬度檢測的壓痕小，因而對制件表面沒有明顯的損傷。3.由于使用金剛石壓頭和兩種直徑的鋼球作為壓頭，有三種檢測力共計九中標(biāo)尺，可以測量從較軟到較硬材料的硬度，使用范圍廣。4.再者有預(yù)檢測力，所以試樣表面輕微的不平度對硬度值的影響比布氏、維氏小。因此，適用于成批生產(chǎn)大量檢測的機械、冶金熱加工過程中以及半成品或成品的檢驗。特別適用于刃具、模具、量具、工具等成品的檢測。e.洛氏硬度檢測特點及應(yīng)用范圍1.洛氏硬度檢測操作簡便，迅速29四、操作步驟觀察表6－2中所列試祥的顯微組織，掌握各種組織的形態(tài)特征，并繪出所觀察試樣的顯微組織示意圖。測定45鋼經(jīng)不同熱處理后的各試樣的硬度，繪出硬度與回火溫度的關(guān)系曲線。綜合分析熱處理工藝對組織和硬度的影響。序號實驗材料熱處理條件浸蝕劑123456789101112134545454545454520T8T8T12T12T12退火正火860℃油淬860℃水淬860℃水淬200℃回火860℃水淬400℃回火86