【正文】 (b)手磨 磨制（2）拋光金相試樣經(jīng)過磨制后，磨面上仍然存在細微的磨痕，影響正常的組織分析，因而必須進行拋光，以得到平整、光亮、無痕的金相磨面，采用機械拋光，在轉(zhuǎn)速為 700r/min 的電動拋光機上用粗呢絨拋光，拋光過程中先后，使用 金剛石研磨膏和清水。常用的拋光方法有機械拋光、電解拋光、化學拋光等，我們所采用的是最常用的機械拋光拋光機。拋光時應在拋光盤上鋪以細帆布、平絨、絲綢等拋光織物，并不斷滴注拋光液。操作時將試樣磨面均勻地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并且沿著拋光盤的邊緣到中心不斷地作徑向往復運動，同時使試樣本身略加轉(zhuǎn)動，使磨面各部分拋光程度一致，并且可以避免出現(xiàn)“曳尾”現(xiàn)象，拋光液的滴入量以試樣離開拋光盤后，其表面的水膜在數(shù)秒鐘內(nèi)可自行揮發(fā)為宜，一般拋光時間為3～5min。由于拋光液具有腐蝕性,操作時最好戴橡皮手套 （3）侵蝕拋光后的試樣磨面是一光亮的鏡面，在金相顯微鏡下只能看到非金屬夾雜物、石墨、孔洞、裂紋等。將拋光過的試樣表面先用清水沖洗后用無水乙醇擦洗，用吹風機吹干，再浸入4％的硝酸溶液中，時間不要太長，一般數(shù)秒即可（具體應按式樣和立侵蝕液來確定），然后用清水沖洗干凈，再用無水乙醇將其表面擦干凈，用吹風機吹干即可放在顯微鏡下觀察基體組織。侵蝕時間以在顯微鏡下能清晰地觀察顯微組織細節(jié)為準。（4）觀察對試樣1未熱處理的金相試樣和試樣2熱處理后的金相試樣金相顯微鏡下觀察試樣的金相組織。如果試樣的制備質(zhì)量較好，可將浸蝕后的試樣在金相合分析系統(tǒng)下進行其組織的形態(tài)、特征及組成進行分析。此次實驗主要觀察試樣過熱區(qū)，焊縫影響區(qū)，母材的顯微組織。C金剛石圓錐體60070～85測量硬質(zhì)合金、表面淬火層或滲碳層HRB100025～100測量有色金屬、退火鋼、正火鋼等HRC120176。故采用 HRS150型數(shù)顯洛氏硬度計測試[13]。（2）精磨試樣：用04,05號砂紙精磨試樣被測區(qū)域直至光亮平滑。重復測量3次計算平均值。雙擊桌面上的圖標WinWdwPCI ，進入軟件操作系統(tǒng)。用游標卡尺測量試樣的直徑和標距，并記錄。取六次測量的平均值做為原始寬度，并據(jù)此計算試件的橫截面面積。做實驗1）裝夾拉伸試樣。7） 再次把負荷、峰值、變形、位移、時間等各項分別清零。在取引伸計模式下，點擊“開始”按鈕，開始實驗。因為此后試件將進入屈服階段，在載荷—變形圖上將看到一個很長的波泿形曲線（表明試件處于流塑階段），應力變化不大，但應變大大增加。接著材料進入強化階段，可將加載速度調(diào)至5mm/min，繼續(xù)實驗直至試樣拉斷。9）試樣拉斷后，立即按“停止”按鈕。取下試樣，先將兩段試件沿斷口整齊地對攏，量取并記錄拉斷后兩標距點之間的長度，及斷口處最小的寬度，并計算斷后面積。單擊菜單欄中的“試驗分析”，并在相應的對話中選擇需要計算的項目。需要打印時單擊“試驗報告”按鈕，把需要輸出的選項移到右側(cè)的空白框內(nèi)，在曲線類型欄中選擇應力應變曲線，單擊“確定”銨鈕后打印試驗報告。殘余應力的危害很大，殘余應力使結(jié)構(gòu)剛度降低，使材料產(chǎn)生局部塑性變形，喪失了進一步承受外載的能力，造成結(jié)構(gòu)的有效截面積減小，降低了受壓桿件的穩(wěn)定性。應力集中處存在著拉伸殘余應力，疲憊強度將降低。殘余應力原來的平衡狀態(tài)被破壞，焊件發(fā)生變形，加工精度受影響。應力腐蝕開裂所需的時間與殘余應力大小有關(guān)，拉伸殘余應力越大，應力腐蝕開裂的時間越短。利用預熱法來控制焊接殘余應力。焊前對構(gòu)件進行預熱，能減小溫差和減慢冷卻速度，兩者均能減小焊接殘余應力。 除了焊前預熱，焊后經(jīng)常要進行去應力退火或高溫回火來消除殘余應力，這樣使得材質(zhì)的機械性能有所提高，達到使用要求。焊縫中最危險的缺陷即為裂紋。各種法規(guī)規(guī)定：焊縫中不允許存在裂紋，而必須把裂紋挖掉并用同樣的焊縫金屬補焊。根據(jù)這種方法， 結(jié)晶裂紋，也稱熱裂紋是最先出現(xiàn)的，它是在焊縫金屬結(jié)晶時由于氧化而產(chǎn)生的。 Q235厚鋼板金相組織結(jié)果與分析（1） 試樣1未經(jīng)熱處理金相組織如下： 母材 125 過熱區(qū) 125 焊縫組織 125。由于所選用的母材是低碳鋼，其含碳量很低，組織是由大部分鐵素體和少部分珠光體組成。焊縫金屬組織呈柱狀晶分布,晶界處為鐵素體,晶內(nèi)為貝氏體和針、塊狀分布的鐵素體。（2）試樣2經(jīng)過熱處理的金相組織如下：圖 退火母材 125 退火焊縫 125圖 退火過渡區(qū) 125 退火熔合區(qū) 125 退火過熱區(qū) 125熱處理方案：將試樣2去應力退火后，~2個小時，隨爐冷卻到250℃，在取出試樣空冷，在金相分析以上觀察組織并將自己所需的組織拍照下來(見上圖)。而進行的退火，由于加熱溫度在A1以下，退火過程中一般不發(fā)生相變。，分布更均勻，所以力學性能較好。其生長有明顯的方向性，與散熱最快的方向一致，即垂直于熔合線向焊縫中心發(fā)展。由于含碳較低，由先共析體素體沿奧氏體晶界析出，把原奧氏體的柱狀晶輪廓勾畫出來，也稱為柱狀鐵素體。若為多層焊接，焊縫二次結(jié)晶組織變?yōu)榧毿¤F素體加少量珠光體。合金鋼二次結(jié)晶的組織，則受到合金元素和焊接條件的影響而會出現(xiàn)不同的組織一般焊縫中合金元素較多，淬透性較好或冷卻速度加快時出現(xiàn)貝氏體馬氏體組織。焊縫及影響區(qū)各部分由于離焊池距離不同而被加熱到不同的溫度，焊后冷卻時又以不同的冷卻速度冷卻下來，因此是該區(qū)組織變得復雜。冷卻速度受材料的導熱性、板厚很接頭形狀及鋼板的焊前初始溫度（包括環(huán)境溫度和預熱溫度）等因素的影響。比較熔合區(qū)（），由于溫度處在固相線附近與液相線之間，金屬處于局部熔化狀肪，晶粒變得十分粗大，化學成分和組織極不均勻，冷卻后的組織為過熱組織，呈典型的魏氏組織。 Q235厚鋼板硬度測試結(jié)果與分析（1） 試樣1未經(jīng)熱處理硬度測試[16]如表3：表3 原始試樣硬度值表（HRB）試樣1123平均值母材147135141141焊縫165161157161（2） 試樣2經(jīng)熱處理硬度測試如表4：表4 經(jīng)熱處理后試樣的硬度（HRB）試樣2123平均值母材138132134135焊縫145148151148單獨考慮表3和表4得出焊縫區(qū)硬度明顯高于母材硬度，是因為焊接時環(huán)境溫度低，焊口冷卻太快，相當于作了淬火處理，淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性，而硬度是衡量材料耐磨性的一個主要指標。由表3和表4對比得出經(jīng)過去應力退火熱處理后對應的母材和焊縫硬度都有所降低。低碳鋼斷裂前分成了四個階段；彈性階段：這一階段試樣的變形完全是彈性的，全部寫出荷載后，試樣將恢復其原長；屈服階段：試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數(shù)卻在很小范圍內(nèi)波動；強化階段：試樣經(jīng)過屈服階段后，若要使其繼續(xù)伸長，由于材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長；頸縮階段：試樣伸長到一定程度后，荷載讀數(shù)反而逐漸降低。比較2組數(shù)據(jù)的結(jié)果，可以得出經(jīng)熱處理后的焊縫力學性能比未熱處理的好，因為焊接后會產(chǎn)生殘余應力，經(jīng)去應力退火處理后消除了大量的殘余應力，并且消除了部分有焊接產(chǎn)生的裂紋，使得材料的脆性降低，塑性提高。焊后熱處理工藝為去應力退火，消除了焊接殘余應力和防止焊接裂紋。母材的金相顯微組織其組成為鐵素體（白色），珠光體（黑色）。熱影響區(qū)各部分由于離焊池距離不同而被加熱到不同的溫度，焊后冷卻時又以不同的冷速冷卻下來,因此使該區(qū)的組織變得復雜。熔合區(qū)由于溫度處在固相線附近與液相線之間，晶粒變得十分粗大，化學成分和組織極不均勻。從材料拉伸試驗結(jié)果中得出：經(jīng)熱處理后的焊縫力學性能比未熱處理的好，去應力退火處理后消除了大量的殘余應力，并且可以防止焊接裂紋的產(chǎn)生，使得材料的脆性降低，塑性提高。在論文工作當中也是出現(xiàn)了這樣那樣的問題，包括論文格式和內(nèi)容等，沒有彭老師的指導我將面臨巨大的困難，會走很多彎路。我再次向彭老師表示感謝，謝謝您！另外，在此次論文工作的實驗過程中，要特別感謝幫助我的老師以及我同組的劉磊、趙輝、蔡愛軍同學和幫助我的唐春紅、王小寶等其他的同學。同時還要感謝在此期間所有幫著我的其他同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。由于本人的水平有限，加之論文撰寫時間的倉促，文中存在著一些不足之處，懇請有關(guān)專家、老師批評指正！29