
組織應力是在加熱或冷卻過程中,由于零件內部組織發生轉變的時間不一致而造成的內應力。
17-4ph不銹鋼的組織中,馬氏體的比容*大,奧氏體的比容*小,珠光體的比容介于馬氏體和奧氏體之間。加熱時組織轉變引起的內應力一般不會對零件的變形和開裂產生大的影響,因為奧氏體的轉變在高溫下進行,材料的塑性較好。淬火冷卻時表面先轉變為馬氏體,體積膨脹;心部仍為奧氏體,阻礙表面的膨脹,表面產生壓應力而心部產生拉應力;當心部轉變為馬氏體時,表面組織已經轉變終了,阻礙心部的膨脹,使表面產生拉應力而心部產生壓應力。
淬火時零件的變形和開裂是兩種內應力綜合作用的結果。為了減小變形和避免開裂,可采用低溫預熱和不同的淬火方法,如分級淬火、等溫淬火等。
17-4ph不銹鋼的熱處理與試樣硬度測定實驗 17-4ph不銹鋼的熱處理工藝的目的是改變17-4ph不銹鋼的內部組織與性能。17-4ph不銹鋼的熱處理工藝不同,則17-4ph不銹鋼獲得的組織與性能也不相同。而要了解17-4ph不銹鋼熱處理后的組織與性能的狀況,硬度檢測是*簡便實用的方法之一。
實驗目的
(1)了解碳素17-4ph不銹鋼的整體熱處理工藝(退火、正火、淬火及回火)的基本方法及不同熱處理工藝對17-4ph不銹鋼的性能的影響。
(2)了解洛氏硬度試驗機的主要結構及操作方法。
(3)對用于建筑結構、橋梁及機械結構件的鋼板,為防止構件斷裂,要求鋼板材料具有特點的抗拉強度,而為防止構件變形,又要求鋼板材料具有一定的屈服強度,因此對這類用途的鋼材都要求規定抗拉強度、屈服強度的*小值或范圍 (4)對用于承受沖擊負荷變形,例如船舶、橋梁、石油、天然氣管線用鋼板,為防止其使用中發生脆性斷裂,又要求其具有一定足夠高的沖擊韌性-沖擊功值。
以120kg以內的載荷和**角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)
1.2 力學性能與可成形性及使用性能的關系
要使鋼板獲得所需的形狀,必須使其*變形,所采取的工藝可以是局部或整體彎曲、深沖、張拉或這些成型方法的組合。
(1)薄鋼板的屈服強度表示出成形后的可成形性和強度,對普通碳素鋼板的成形,屈服點值過高,常常有可能發生過大的回彈、成形時容易破斷,磨具磨損快以及由于塑性不良而出現缺陷。然而材料的屈服點小于140Mpa時,又可能經受不住成形過程中施加的應力,對用于較復雜或復雜成形加工或沖壓加工的鋼板,通常要求具有比較低的屈服強度值,而且屈服比值愈小,由鋼板的成形性能愈好。
氧化和脫碳
17-4ph不銹鋼在氧化氣氛中加熱時,氧和鐵形成氧化鐵的現象稱為氧化。17-4ph不銹鋼在加熱時,與氣氛中的氧或水汽發生反應,使17-4ph不銹鋼中的碳形成CO或CH4而降低17-4ph不銹鋼的含碳量的現象稱為脫碳。
氧化和脫碳不僅降低零件表面的硬度和疲勞強度,而且還影響零件的尺寸精度,增加淬火開裂傾向。氧化和脫碳層如在以后的切削加工中被去除,則不影響零件的性能。一般重要的受力構件和精密零件,在精加工后都不允許有氧化和脫碳層。通常對氧化和脫碳有較高要求的零件,可在鹽浴爐中加熱,以減少氧化和脫碳;要求更高時,可采用有效涂料保護加熱,或在可控氣氛及真空爐中加熱。
17-4ph不銹鋼主要缺陷及其防止方法
在熱處理生產中,由于操作控制不當,所處理的零件常出現某些缺陷,尤其淬火時*易出現缺陷。淬火時零件經切削加工已基本達到*終尺寸,致使在隨后的加工中不易校正或排除,更應當注意避免或減少缺陷產生。常見的熱處理缺陷有過熱、過燒、氧化、脫碳、變形和開裂等。
過熱和過燒
零件在熱處理時,如果加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長,引起奧氏體晶粒顯著粗化,這種現象稱為過熱。過熱影響零件隨后熱處理的力學性能,也易引起零件的淬火變形與開裂。過熱缺陷一般可用正火的方法補救。
零件在熱處理時,如果加熱溫度過高,使金屬的晶界嚴重氧化或熔化,這種現象稱為過燒。過燒是一種無法挽回的缺陷,過燒后的零件已無使用價值,必須報廢。因此必須嚴格控制零件的加熱溫度。
17-4ph特殊鋼多功能轉爐精煉法。
傳統的一次精煉是利用魚雷罐車進行鐵水脫硫、脫磷預處理。由于這種魚雷罐車預處理的反應面積小,使脫硫、脫磷效率低,處理時間長。因此,為了與煉鋼工序相匹配,必須強化鐵水預處理。近年來,開發出利用轉爐的富余時間,在轉爐內**行脫硫、脫磷、中間放渣,然后進行脫碳吹煉的多功能轉爐精煉法。采用這種新工藝可以使煉鋼時間控制在70分鐘內,終點磷≤0.025%,并且由于顯著提高爐內熱裕度,以及脫磷后不出鋼,可以大量使用廢鋼。由于該工藝是在同一個爐內進行脫磷、脫碳,所以中間放渣率對終點磷有很大影響,因此,在脫硫、脫磷階段煉制出放渣性好的熔渣十分重要,要求放渣率穩定在70%以上。為提高放渣率但不使鐵水流出,應優化熔渣成分并對**吹氧*進行控制,**熔渣處于發泡狀態。
17-4ph特殊鋼出鐵放渣精煉法。
隨著對降低特殊鋼磷含量要求越來越高,對夾雜物的要求越來越嚴格,上述轉爐精煉法的脫磷能力顯得不足,不能完全省略魚雷罐車鐵水預處理。由此開發出使殘渣回磷*小化的出鐵放渣精煉法。轉爐精煉法的中間放渣率為70%,而出鐵放渣精煉法將脫硫、脫磷后的鐵水全部出完后,再將殘渣完全放出,然后將脫磷鐵水再裝爐,使渣和鐵水徹底分離,降低了脫碳期鐵水的磷含量。采用出鐵放渣精煉法大大提高了脫磷能力,即使鐵水碳>0.50%,脫碳后的終點磷也可達到≤0.010%,因此完全省略了魚雷罐車鐵水預處理。