【正文】 167。 顯微組織拍照 將制備好的試樣放在金相顯微鏡下調(diào)試出清晰的顯微組織，然后數(shù)碼拍照并保存，用于試樣的組織分析?？偟姆糯蟊稊?shù) M應(yīng)為物鏡放大倍數(shù) M 物 于目鏡放大倍數(shù) M 目 的乘積，即： M＝ M 物 M 目 物鏡是 決定顯微鏡質(zhì)量的主要光學(xué)零件。若腐蝕太淺，可繼續(xù)腐蝕，若腐蝕太深可輕拋。將淬火試樣放入腐蝕劑中，試樣腐蝕面朝上，腐蝕時間約為 2～ 4 分鐘。為觀察 45 鋼奧氏體晶粒度采用苦味酸溶液作為腐蝕劑，其配方為：水 100ml、苦味酸 5～ 10g、餐具洗潔精 8～ 12ml。 腐蝕劑不同，顯示組織的效果不一。 腐蝕好的試樣應(yīng)盡量立即觀察、拍照，放置過久容易氧化。腐蝕的時間以剛好能揭示組織的細(xì)節(jié)為度，不宜用過度腐蝕來增加組織的襯度。將拋光好 的試樣磨面，在化學(xué)試劑中侵蝕一定時間，便可顯示出組織。拋光后試樣的磨面除非金屬夾雜物或一些裂紋、孔洞的痕跡外，在光學(xué)顯微鏡下是看不到任何組織的，為了使其組織顯示出來，必須對磨面進(jìn)行腐蝕，由于合金中不同相的耐腐蝕程度不同，因此腐蝕后就會在表面形成凹凸不平的痕跡，他們對光線的反射程度不同，因而在顯微鏡下能看見其組織構(gòu)成。 拋光時應(yīng)不斷往織物上灑氧化鋁粉末的水溶液，并注意以下問題：用力均勻、干濕適當(dāng)、不時移動，保持清潔。它是在專用的金相拋光機(jī)上拋光。按照拋光的原理可以分為機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光等。另外每次換砂紙時都要將試樣旋轉(zhuǎn)九十度，然后再磨，可使試樣達(dá)到最佳的光潔度。選取試樣磨面，先進(jìn)行粗磨，粗磨一般將試樣表面的氧化皮磨掉并使試樣平坦光潔，為精磨做準(zhǔn)備。 磨光與拋光 磨光 磨光是為了得到平滑光潔的磨面。制備好的金相試樣應(yīng)具備以下幾點(diǎn)： 組織有代表 性； 無假相，組織真實(shí)； 28 夾雜物，石墨等不脫落； 無磨痕、麻點(diǎn)或水跡等 [4] 取樣 對熱處理試樣的制備 金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為度、不易過大或過小。若腐蝕太淺，可繼續(xù)腐蝕，若腐蝕太深可輕拋。將淬火試樣放入腐蝕劑中，試樣腐蝕面朝上，腐蝕時間約為 2～ 4 分鐘。為觀察 25MnV 鋼奧氏體晶粒度采用苦味酸溶液作為腐蝕劑，其配方為：水 100ml、苦味酸 5～ 10g、餐具洗潔精 8～ 12ml。 腐蝕劑不同，顯示組織的效果不一。 腐蝕好的試樣應(yīng)盡量立即觀察、拍照，放置過久容易氧化。腐蝕的時間以剛好能揭示組織的細(xì)節(jié)為度，不宜用過度腐蝕來增加組織的襯度。將拋光好的試樣磨面，在化學(xué)試劑中侵蝕一定時間，便可顯示出組織。拋光后試樣的磨面除非金屬夾雜物或一些裂紋、孔洞的痕跡外，在光學(xué)顯微鏡下是看不到任何組織的，為了使其組織顯示出來，必須對磨面進(jìn)行腐蝕，由于合金中不同相的耐腐蝕程度不同，因此腐蝕后就會在表面形成凹凸不平的痕跡，他們對光線的反射程度不同，因而在顯微鏡下能看見其組織構(gòu)成。 27 拋光時應(yīng)不斷往織物上灑氧化鋁粉末的水溶液，并注意以下問題：用力均勻、干濕適當(dāng)、不時移動，保持清潔。它是在專用的金 相拋光機(jī)上拋光。按照拋光的原理可以分為機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光等。另外每次換砂紙時都要將試樣旋轉(zhuǎn)九十度，然后再磨，可使試樣達(dá)到最佳的光潔度。選取試樣磨面，先進(jìn)行粗磨，粗磨一般將試樣表面的氧化皮磨掉并使試樣平坦光潔，為精磨做準(zhǔn)備。 金相觀察用試樣的制備 磨光 磨光是為了得到平滑光潔的磨面。 硬度測試的準(zhǔn)備 對熱處理后的試樣，進(jìn)行粗磨。 取樣 對熱處理試樣的制備 金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為度、不易過大或過小。 26 金相試樣的制備 金相試樣的制備包括取樣、磨制、拋光、腐蝕等幾個步驟。應(yīng)注意在測量時加壓時要緩慢進(jìn)行，不要過快，否則容易損壞儀器且測量的值誤差也較大。 洛氏硬度法壓痕較小，可測量硬度較高，可直接讀數(shù)，操作方便、效率高，故為熱處理產(chǎn)品檢驗(yàn)的主要方法之一。但由于壓痕小，硬度值代表性就差些。為適應(yīng)人們習(xí)慣上數(shù)值越大硬度越高的概念，故人為的規(guī)定一常數(shù) K 減去壓痕深度 h 的值作為洛氏硬度指標(biāo)，并規(guī)定每 為一 個洛氏硬度單位，用符號 HR 表示，則洛氏硬度值為： ?? 25 圖 洛氏硬度試驗(yàn)方法原理圖 The principle of Rockwell test 由此可見， 洛氏硬度值是一無量綱的材料性能指標(biāo)，使用金剛石壓頭時，常數(shù) K 為 ；使用鋼球壓頭時，常數(shù) K 為 。此時壓頭受主試驗(yàn)力作用壓入的深度為 h，即 1位置至 3 位置。它是用頂角為 1200 金剛石圓錐體或直徑為 (1/16 英寸 )的淬 火鋼球作為壓頭，先施加的初始試驗(yàn)力 F1(98N)，再加上主試驗(yàn)力 F2，其總試驗(yàn)力 F=F1+F2(588N、 980N、 1471N)。用 HR 表示，由于本試驗(yàn)是 45 鋼亞溫淬火，故選取 HRC 表示。如果測量的地方有小的凹槽或未去掉的氧化皮，應(yīng)該繞過或者在就近的地方測量，以保證測量出來的數(shù)據(jù)可靠。最后將每組的 試塊和試棒都貼上標(biāo)簽以便區(qū)分。將每組試樣中留出一個 試塊并貼上標(biāo)簽，以便用于以后實(shí)驗(yàn)。 將 4 個 試塊和 3 個 試棒 一組用鐵絲捆好，分為 7 組。淬火時冷卻方法為水冷，回火時冷卻方法為空冷。在箱式爐中加熱時，一般單層 排列。 根據(jù)淬火要求，可將熱處理溫度相同的試樣放在同一爐內(nèi)。 GB3414－ 82規(guī)定的成分（％ ） 及其實(shí)際成分見表 21 表 21 25MnV 鋼的化學(xué)成分 合金元素 ? B GB341482 實(shí)際結(jié)果 ? (C) ～ ω(Si) ～ ? (Mn) ～ ? (S) ≤ ? (P) ≤ ? (Ni) ≤ ? (Cr) ≤ ? (Ca) ≤ 試驗(yàn)用 45 鋼的拉力試棒，如圖 11 所示。 2 45鋼的亞溫處理工藝研究 167。顯然 , 這些看法還是很粗淺的 ,尚有許多間題有待于進(jìn)一步弄清 , 請如未溶鐵素體的作用、抑制可逆回火脆性的機(jī)理以及為什么在有些情況下可逆回火脆性不能被抑制等等。 P的擴(kuò)散通道 ,使 P擴(kuò)散速度加快 ,從而消除了 P的偏析 ,使尸均勻分布〔 6〕。 P、 Sn、Sb等均為縮小γ區(qū)的元素 ,故均集中于鐵素體中 ,亦即鐵素體起了凈化作用。通常即以此來解釋可逆回火脆性的被抑制。就 P與 Sn相比 ,對低碳鋼而言 ,由 Sb引起的脆性比 P(在相同原子百分比時 ) 小〔 47〕 ,對中碳鋼而言則相反〔 8 49〕。C以上趨向均勻分布〔 1 4 4 46 〕。文獻(xiàn)〔 43〕還介紹了高穩(wěn)定性的分散殘余奧氏體提高馬氏體 KIc的原因是裂紋在分岔中 需要吸收能量 ,而裂紋之所以分岔 ,或是為了繞過殘余奧氏體 ,或是由于裂紋尖端“陷入”了殘余奧氏體之中。C仍可保留部分穩(wěn)定的殘余奧氏體〔 42〕。如 %C、 8%Mn鋼亞溫淬火至室溫可保留 25～ 50%的殘余奧氏體〔 4〕。C油淬 +600186。C油淬 +600186。C油淬 +600186。C油淬 +550186。C油淬 +575186。C油淬 +575186。C （公斤 *米 /厘米 178。對于未溶鐵素體的利弊尚需作進(jìn)一步的探討。文獻(xiàn)〔 34〕亦指出 ,當(dāng)受到交變應(yīng)力時 ,極易在強(qiáng)度低的鐵素體處形成疲背源。如果不考慮抑制可逆回火脆性的作用 , 鐵素體的存在對強(qiáng)度和韌性均無好處 ,這也說明了僅在亞溫淬火加熱溫度接近 A c未溶鐵素體量很少、其有害作用可忽略不計(jì)的情況下 ,亞溫淬火的強(qiáng)韌化效果才能顯示出來。若進(jìn)一步提高淬火加熱溫度 (略高于 Ac3),結(jié)果發(fā)現(xiàn)沖擊韌性并未因鐵素體消失而下降 (見表 112及表 12 )。 文獻(xiàn)〔 1 3 41等〕認(rèn)為 ,硬度低塑性好的鐵素體的存在能防止應(yīng)力 20 集中和阻礙裂紋擴(kuò)展 ,故能提高鋼的沖擊韌性。作者認(rèn)為這是亞溫悴火后在脆化區(qū)長期回火仍能獲得高韌性的主要原因 阻礙裂縫 擴(kuò) 展 :亞溫淬火的主要特點(diǎn)是保留一部分未溶鐵素體。同時 ,晶粒細(xì)化又對韌性有所補(bǔ)益。如所周知 ,強(qiáng)度指標(biāo)與晶粒尺寸之間存在著 Hall一 Petch關(guān)系 ,晶粒愈細(xì) ,強(qiáng)度愈高 ,對兩相合金亦然〔 38〕。 粒細(xì)化 :由于亞溫拌火加熱溫度低 ,且存在未溶鐵素體可阻止晶粒長大 ,故淬火前的實(shí)際晶粒較細(xì)。已經(jīng)提出的有以下幾種看法 ,其中有的可用以解釋沖擊韌性的提高 ,有的則用以闡明回火脆性的抑制。 論文的目的與意義 如前所述 ,亞溫淬火可以提高鋼在韌斷時的沖擊韌性 ,降低脆性轉(zhuǎn)變溫度以及抑機(jī)可逆回火脆性。C效果最佳 ,即在保持所要求的相同硬度前題下 ,亞溫淬火比常規(guī)淬火的α K值為高。 文獻(xiàn)〔 9〕所報導(dǎo)的 22CrMnSiMo鋼、 32CrMo鋼和 40Cr鋼 *的試驗(yàn)結(jié)果亦表明 ,隨亞溫淬火后回火溫度的升高 ,硬度下降 ,韌性上升。 一般均認(rèn)為亞溫淬火時 ,由于有鐵素體存在 ,鋼的硬度下降。 19 圖 6示出 35XRC鋼經(jīng)常規(guī)淬火和亞溫淬火后 由 250℃至 600℃回火時沖擊韌性和硬度的變化規(guī)律。目前尚無更令人信服的解釋。文獻(xiàn)〔 37〕認(rèn)為 ,回火溫度低時 ,馬氏體與鐵素體的強(qiáng)度差別大 ,微裂紋多起源于鐵素體 ,鋼反映出較高的脆斷傾向。在 200186。C回火往往不能充分發(fā)揮亞溫淬火時兩相組織的強(qiáng)韌化效果。C） 900 900 900 900 900 900 800 800 800 800 750 750 600 650 600 650 600 650 22 20 63 62 64 60 254 207 195 188 191 189 167。C） 回 火 （ 186。C） 第二次淬火（ 186。） 50%脆性斷口轉(zhuǎn)變溫度（ 186。） 9186。 表 111 亞 溫 淬火對低碳 錳鋼高 回火后性能的形響〔 35〕 鋼 熱 處 理 120186。C回火爐冷 ),進(jìn)一步細(xì)化了晶粒 ,改善了過熱組織。據(jù)文獻(xiàn)〔 10〕報導(dǎo) ,對 5%Ni鋼進(jìn)行二次亞溫處理 (重復(fù)二次 760 ～77 0186。二次亞溫淬火后硬度不再降低 , 進(jìn)一步提高了沖擊韌性并降低了脆性轉(zhuǎn)變溫度。研究結(jié)果見表 111。 167。 文獻(xiàn)〔 9〕 的報導(dǎo)了亞溫淬火加熱時間對 35CrMo鋼沖擊韌性的影響?？磥?, 有關(guān)鐵素體對疲勞性能的影響尚需進(jìn)一步研究。C回火后 , 得到 0～ 30%的鐵素體。C (每間隔 10一 15186。至于有關(guān)亞溫淬火后保留下來的鐵素體對鋼的疲勞性能的影響了解得還不多。接近 Ac1則大 量未溶鐵素體將使鋼的性能顯著變壞。 綜上所述 , 各種鋼均有一個對應(yīng)于獲得 HRC、σ s、σ b、δ、沖Ψ以及α K值最佳配合的適宜淬火加熱溫度 ,盡管該溫度高低不等 ,但均以離 Ac3不太遠(yuǎn)的溫度為宜 ,在該溫度下淬火后的組織保留少量韌性的鐵素體。對 2CrMnSiMo鋼和 40Cr鋼亦得出類似結(jié)果 ,這與文獻(xiàn)〔 8〕所報導(dǎo)的規(guī)律是一致的。試樣預(yù)先經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 , 經(jīng)不同加熱溫度淬火并不同溫度回火后的沖擊韌性和硬度示于圖 10（見附錄 2） 。對于含 %C的 Ni一 Mo鋼 , 以鐵素體量小于 14%時為佳 ,大于 14%后所得的σ 〔 33〕 。C加熱淬火 ,既能 保持較高強(qiáng)度 ,又獲得高塑性及低溫韌性。C,Ac3為 790186。C為最佳 ,愈接近 Ac1,則α K值愈低 , 鋼呈脆性〔 8〕。若降低亞溫淬火加熱溫度 , 則硬的高碳片狀馬氏體 (HB600～ 700)將導(dǎo)致鋼的脆化。CrMo鋼的試驗(yàn)結(jié)果表明 ,在 Ac1 ～Ac3之間提高奧氏體化溫度 ,由于減少了鐵素體量 , 使屈服極限和強(qiáng)度極限均得到