顯微組織工藝論文

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1實驗材料與方法

實驗方法將一組試樣在加熱爐中加熱到950℃，保溫1h空冷進行正火處理；另一組試樣采用鍛造余溫正火處理，實驗中將試樣加熱至1000℃，保溫1h，緩冷至850℃，然后風(fēng)冷至630℃放入等溫爐中，轉(zhuǎn)變完成后進行空冷。試樣拋光后用體積分數(shù)為4％的硝酸酒精溶液腐蝕，在NikonEPIPHOT300型光學(xué)顯微鏡下進行試樣顯微組織的觀察。硬度測試在HB－3000型布氏硬硬度試驗機上進行。表面輪廓測試用WYKO公司生產(chǎn)的RST500型非接觸光學(xué)輪廓儀進行。

2實驗結(jié)果的分析與討論

2．1組織形貌分析正火試樣的顯微組織為粒狀貝氏體＋珠光體及鐵素體，形成這種組織的原因是由于鋼的含碳量（質(zhì)量分數(shù)）在0．17％～0．23％之間，屬于亞共析鋼，在奧氏體化后冷卻過程中，先共析鐵素體首先要析出；剩余奧氏體接近共析成分，在冷卻過程中形成片狀珠光體；產(chǎn)生貝氏體是由于正火冷卻速度比較快，而過冷奧氏體又比較穩(wěn)定，在空冷過程中來不及發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變的奧氏體在接下來的冷卻中發(fā)生了貝氏體轉(zhuǎn)變。鍛造余熱等溫正火的微觀組織是鐵素體＋珠光體，形成這種組織是由于鍛后余溫為1000℃左右，試樣完全奧氏體化，在隨后的冷卻過程中速度緩慢，至630℃放入等溫爐中完全轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變溫度剛好與珠光體的轉(zhuǎn)變溫度吻合，所以在轉(zhuǎn)變過程中除了先共析鐵素體之外，并沒有貝氏體生成。

2．2硬度分析正火試樣硬度值較高而且各部分差別也較大；鍛造余熱等溫正火試樣硬度值相對較小，而且試樣各部分硬度均勻差別不大。這是由于正火試樣由于冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變過程中得到了粒狀貝氏體，另外較快的轉(zhuǎn)變速度導(dǎo)致了珠光體的各片層間距差別較大，所以造成了硬度不均勻。鍛造余熱等溫正火由于冷卻速度較慢，等溫轉(zhuǎn)變完全，獲得的是鐵素體＋珠光體的平衡組織，而且珠光體片層間距均勻細小，所以表現(xiàn)在硬度上是各處比較均勻。

2．3表面輪廓的測量與分析鍛造余熱等溫正火的波峰與波谷差值在50nm～70nm之間，而普通正火的差值約為105nm。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因主要是采用不同的熱處理工藝，形成不同的顯微組織，導(dǎo)致硬度不同而致。正火試樣在冷卻過程中，冷卻速度較快，得到了非平衡組織鐵素體＋珠光體＋粒狀貝氏體，粒狀貝氏體的M／A（馬氏體和奧氏體）小島和珠光體加鐵素體組織之間存在著較大的結(jié)構(gòu)和相界間應(yīng)力，在切削加工后得到釋放，造成了平衡組織和非平衡組織之間較大的表面變形量。而鍛造余熱等溫正火試樣加熱溫度高，完全奧氏體化后先緩冷，然后再630℃進行等溫轉(zhuǎn)變，直到轉(zhuǎn)變完成才進行空冷，所以最終獲得的是鐵素體＋珠光體的平衡組織。而且由于轉(zhuǎn)變速度慢，轉(zhuǎn)變充分，珠光體片層間距均勻，試樣各處組織、硬度均勻，強度韌性配合較好，因而加工后，表面變形比正火要小得多，表面光潔度較高。

3結(jié)論

（1）20CrMoH鋼經(jīng)正火后組織為鐵素體＋珠光體＋粒狀貝氏體，鍛造余熱等溫正火后組織為鐵素體＋珠光體。

（2）正火后硬度值較大且不均勻，鍛造余熱等溫正火硬度值在HB175左右，且分布均勻，適合加工。

（3）正火試樣切削加工后表面變形量較大，鍛造余熱等溫正火試樣加工后表面變形小，光潔度高。

作者：王敏郭淑蘭徐學(xué)東單位：長春工程學(xué)院