毕业论文(4)

中北大学2016届本科毕业论文

硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。在本实验中，Cr12MoV钢热处理后的硬度在HRC 20～67，所以采用的是洛式硬度C标尺HRC。

试样的洛氏硬度采用I-IBRV-187．5布洛氏硬度机测定，加载150kg，保载 10s，每个试样测定3个点，计算其平均值。

经淬火及淬火加回火的试样进行硬度测试，已获得在相应条件下的硬度值。其结果如表2.4，2.5，2.6，2.7.

表2.4球化退火后硬度测定结果 试样编号 85

16

硬度值/HRC

18

20

平均值/HRC

18

表2.5淬火试样编号和硬度 淬火温度/℃ 770

淬火时间/min 40

试样编号 04 64

800

40

16 03

830

40

18 12

860

40

14 5

890

40

65 62

水冷 油冷 水冷 油冷 水冷 油冷 水冷 油冷 水冷 油冷

53.5 54 54 55 56 58 62 65 60 60.5

54 53 55 56.5 57 60 61 64.5 59 61

50 53 55 57 56 58 58 66 58.5 61

冷却方式

硬度/HRC

平均值/HRC 52.5 53.3 54.7 56.1 56.3 58.7 60.3 65.2 59.2 60.8

表2.6回火试样及其硬度

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试样编号 X1 B1 G8 BF

回火温度/℃ 回火时间h 硬度/HRC 平均硬度/HRC

150 200 250 300

1 1 1 1

59 57.5 57 50.5

60 58.5 55 51.5

58 58.5 56.5 53

59 58.1 56.1 51.7

硬度与淬火温度，回火温度，时间的关系图如图2.7，2.8。

图2.7硬度

与淬火温度关系

图

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2.8 回火与硬度之间的关系

由表2.7,可知在Ac1温度上30-50℃，随温度上升，硬度上升，到860℃硬度达到峰值，温度再升高，硬度下降。

三、金相实验

3.1 试样制备

将要金相观察的试样，通过粗磨、细磨和抛光处理。粗磨时要注意用力均匀且不宜过大，并随时浸入水中冷却，以免受热引起组织变化。细磨的目的是为了消除试片经粗磨后所留下的痕迹。因此，在此过程中，金相砂纸应从粗号到细号进行依次研磨。在更换下一型号砂纸时，应将试样研磨方向调转90°，直到将上一型号砂纸的痕迹磨掉为止[27]。

抛光是采用机械抛光进行，是在专用抛光机上进行的。抛光前要将细磨后的试样用水洗干净，以避免将不同粗细的砂粒带进抛光盘，影响试样制备。抛光时，应注意手握试样要平稳，施力均匀，压力不宜过大。待试样表面磨痕全部消失且呈光亮的镜面时，抛光即可完毕。 3.2 腐蚀

将抛光后的试样放在配置好的腐蚀剂用的是硝酸酒精溶液，浸蚀5—10秒钟。然后用酒精擦去余液，将试样置于热风机下吹干。 3.3 照相

把腐蚀的金相试样放在金相显微镜下，眼睛对准目镜，转动粗调手轮，使物镜接近试样，在发现视场由浅暗而逐渐明亮乃至出现模糊时，再转动微调手轮至清新为止。通过计算机终端设备，拍下此时的金相显微组织。所有试样都是在放大500倍数下完成的。

微观组织分析所用试样尺寸为θ16×20mm，试样经粗磨、细磨后进行机械抛 用4％硝酸酒精腐蚀。试样的组织形态用OLYMPUS BX41型金相显微镜观察。 3.4不同温度淬火对组织和性能的影响

球化退火后的金相组织如图3.1 （退火后的均匀球化组织形貌）

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不同淬火温度下的金相组织如图3.2；

a.830℃淬火 400× b.800℃淬火 400×

c.860℃淬火 400× d.890℃淬火 400×

对于轴承钢，球化退火是其常用工艺，球化退火处理后的组织为细的球状珠光体以及均匀分布的过剩碳化物，但碳化物颗粒大小不均[28]，有少量碳化物颗粒直径大于0.8μm，如图3.2所示。

在不同温度下进行淬火处理(冷却方式为油冷)后其温度与硬度的关系见图2.7可看出，随着加热温度的升高，硬度随加热温度的升高而升高，当淬火温度为890℃时，硬度显著下降。这是因为，当温度在临界温度以下时，随淬火温度的升高，其组织中溶解的碳化物及其他合金元素增加，从而使其硬度增加。当温度过高时，由

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于所溶解的碳化物过多，晶粒过于粗大．以至产生淬火裂纹，从而导致了材料硬度显著下降，组织见图3.2abcde。

试样经高温固溶奥氏体化后淬火得到的组织为针状马氏体+残余奥氏体+碳化物，因淬火温度较高，淬火后得到得马氏体针较粗大，并且有较多得残余奥氏体[29]。图中暗色的可能是针状马氏体，亮色的是残余奥氏体[30]。由于温度过高，如图3.2.d,碳化物析出至晶界,晶粒明显。综合考虑各方面因素，GCrl5SiMn钢较佳淬火温度确定为860℃．过低的淬火加温度导致淬火后钢的硬度不足且硬度不均匀：过高的加热温度使得淬火应力增大容易产生裂纹，而且钢的表面易产生脱碳，降低其表面硬度。从前面组织分析中得知，该试样的未溶碳化物含量最低，说明奥氏体中溶了较多的碳，使得淬火后马氏体含碳量高，故硬度增大。 3.5 不同温度回火对组织和性能的影响

860℃淬火，不同回火温度下的金相组织如图3.3

a.150℃回火组织 400× b.200℃回火组织 400×

c.250℃回火组织 400× d.300℃回火组织 400×

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