鋼的淬透性試驗方法

1、鋼淬透性的標準試驗方法ASTMA255-02本標準包括鋼淬透性試驗方法的描繪。這兩種試驗方法包括端淬或Jominy試驗或根據(jù)化學成分計算鋼的淬透性。由鋼種選擇決定淬透性的方法由供貨方和客戶共同決定。材料檢測報告應注明所用的淬透性試驗方法。這些試驗方法中所采用的計算方法僅適用于具有以下化學成分范圍的鋼：元素范圍，%淬透性是測量鋼在奧氏體轉變點淬火深度的一種方法，見表1。它是一種定量的描繪方法，測量試樣具有標準尺寸和形狀，用標準淬火方法進展淬火得到淬火的深度或?qū)挾?。在端淬試驗中，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以內(nèi)是允許的。30 CoB對于6100鋼來說正火和奧氏體化溫度要比此表中高淬透性值的單位應以英寸-磅為標準單位，國標單位僅供參考。本標準沒有平安方面的條款，假設有，應根據(jù)應用條件而定。本標準的使用者應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標準E112平均晶粒尺寸的檢驗方法端淬或JOMINY試驗3.1本試驗包括用端淬或Jominy試驗方法來測定鋼淬透性的試驗程序。試驗包括水淬圓柱形試樣直徑25.4mm的一端，測量淬火轉變

3、處到淬火端部的間隔。4.1試樣支架-試樣的支架應保證試樣垂直，試樣的末端至噴水口的間隔為12.7mm,標準試樣直徑為25.4mm的適宜的支架見圖1。注1-其它尺寸和形狀的適宜的支架見圖X1.1。4.2水淬設備-垂直水柱的高度控制在63.5mm，噴水口直徑為12.7mm。水溫應符合6.3的要求，設備應具有小的抽水機和控制閥，應有快速開關閥來控制供水量。鍛件-端淬試樣應為軋制或鍛造坯料，應能代表整個產(chǎn)品的橫截面。假設供貨方和客戶協(xié)商同意，端淬試樣應在鍛造、軋制產(chǎn)品或鑄造坯料給定的位置取樣。試樣直徑為25.4mm,長度為101.6mm,在端淬時垂直懸掛。優(yōu)先選擇的樣品和可供選擇樣品的尺寸見圖2和圖3

4、。試樣應從按照6.1進展正火的棒料機加工得到，試樣尺寸應去除機加工余量后，其尺寸進展四舍五入為25.4mm。試樣要進展水淬的端面要光滑，最好經(jīng)過磨制。假設雙方同意，可以不用正火。試樣以前的熱歷史要進展記錄。鑄造試樣-鑄造端淬試樣可用來進展不含硼鋼的試驗，不可以用來進展含硼鋼的試驗，這樣會導致錯誤的結果。可以用石墨或金屬模具來制造直徑為25.4mm，長度大于101.6mm的樣品，然后加工成標準試樣尺寸。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-鍛件應進展正火以保證適當?shù)拇慊鹛匦浴Ｔ嚇討诒?規(guī)定的溫度下保溫1h,進展空冷。正火試樣進展回火以進步機加工性能是允許的。加熱

5、-把試樣放進爐子里按照指定的奧氏體化溫度見表1加熱，保溫30min在產(chǎn)品測試中，假設細微超時，到達35min不會影響結果。在氣氛中加熱試樣是非常重要的，這樣不會產(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)整水淬設備以使水柱可以到達63.5mm,噴水口直徑為12.7mm。試樣的支架在每次試驗前應烘干。把加熱后的試樣放在支架上，試樣底部距噴水口12.7mm,翻開快速開關閥進展噴水。試樣自爐內(nèi)取出至水淬開始的時間不得超過5s。水流的溫度在5-30，水淬的時間應大于10min。水淬時試樣應處在靜止的空氣中，假設試樣從夾具上移開時還沒有冷卻

6、，應直接淬水。o的兩邊各磨去0.38mm的深度，沿著試棒長度方向測硬度，磨的深度會影響重現(xiàn)性結果，同時結果還跟試棒的冷速有關。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號溶液中腐蝕直到發(fā)黑，在2號溶液中腐蝕3秒，在熱水中清洗，在空氣中吹干。0.10mm處確定第一個壓痕中心的位置。間隔的變化可以更小。相對于測量高淬透性鋼來說，測量低淬透性鋼時對壓頭進展準確定位更加重要。壓頭的定位應頻繁進展檢查以保證滿足測量精度要求。假設缺少重現(xiàn)性或由于實驗室不同，壓頭間隔應立即測量。o的兩平面上獲得。在兩平面上進展測量能幫助發(fā)

7、如今樣品制備和硬度測量上的錯誤。假設在任意位置兩相反面硬度相差4HRC,應在與原來成90o的平面進展檢測，假設重新測試后兩面硬度差也超過4HRC,那么要在新的試樣上重新試驗。7.1試驗結果應畫在標準的專用淬透性圖表中?？v坐標代表HRC值，橫坐標代表硬度壓痕至淬火端面的間隔mm。按兩個或多個平面上測得的硬度平均值和其對應的距淬火末端的間隔繪制淬透性曲線。標準ASTM淬透性曲線圖和典型的淬透性曲線見圖4。8.1鋼的淬透性指標可以用指定的Jominy“J間隔時的HRC值或其范圍來表示。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。淬透性的計算10.1淬透性計算方法是在MAGrossman最初工作和碳元素以及硼元素同碳、合金含量的關系進展優(yōu)化，并進步準確度的這些根底上的一個關于鋼的化學成分的臨界淬火直徑。這些準確數(shù)字是通過含硼和無硼的1500、4100、5000、8600系列的熱處理無數(shù)次分析得出的成分含量范圍和臨界直徑的數(shù)據(jù)見表25。譯者按：1500含鈕稍高的碳構造鋼。實驗方法和技巧應用的正確性促進了實驗資料的匯總。本計算方法同其它方法比較，或鋼的成分不同于上述的類別時，用戶應參照其它有關計算淬透性的文章。兒系范圍CMnSiCrNiMo18用于化學成

9、分的臨界直徑來確定淬透性，類別見10.1淬透性結果寫出報告，報告第一個16mm之內(nèi)，前10個每隔1.6mm測量的硬度，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計算依靠材料每個合金元素的淬透性系數(shù)，得出一個直徑。直徑的遞增系數(shù)的使用單位為英寸一一磅，換算公制毫米請查表硫磷兩元素的作用不考慮，因為它們有互相抵消的傾向。自從大多數(shù)鋼材所具有的淬透性是用電弧熔煉到細晶粒狀態(tài)證明可以滿足此晶粒尺寸，實際證明電弧熔煉鋼熱處理后細晶粒百分比高奧氏體晶粒度采用7號。例如SAE4118改良鋼，根據(jù)以下化學成分來計算臨界淬火直

10、徑。兒系%遞增系數(shù)CMnSiNiCrMoCuXXXXXX確定鋼的有效消費工藝，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系是反比關系，碳和合金元素含量越高，硼系數(shù)越低。B.F.硼系數(shù)=測量DIJoming數(shù)據(jù)和碳含量/計算DI除去硼以外的成分成分 % CMn SiNi Cr Mo B計算 DI 除去硼頂端淬火實驗結果英寸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)二計算DI無硼/碳遞增系數(shù)=1.24英寸/0.157英寸=83DIb=DI無硼X碳系數(shù)DIBXDIb預算DIDIb為硼鋼通過以下程序可以估計出，頂端淬火淬透性曲線10.6例如：無硼