碳钢热处理后的组织观察及洛氏硬度测定

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1、实验六碳钢热处理后的组织观察及洛氏硬度测定〈一〉实验目的〈二〉实验仪器〈三〉实验原理〈四〉操作步骤〈五〉注意事项一、实验目的(1)熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。(2)加深理解不同热处理工艺对碳钢组织和硬度的影响。(3)熟悉洛氏硬度计的使用方法。二、实验仪器1.数字网络显微金相系统2.布氏硬度机三、实验原理碳钢经热处理后的组织大都是不平衡组织，因此，在研究热处理后的组织时，不但要使用铁碳相图，而且要用钢的过冷奥氏体转变曲线（TTT或CCT曲线）来分析。图6-145钢的CCT曲线3.1

2、碳钢热处理45钢经完全退火后得到的组织是铁素体+珠光体。正火后的组织是铁索体+索氏体,如图6－2所示。与退火后的组织比较，正火后的组织中铁素体量较少，珠光体型组织细密且数量较多。图6—245钢的正火组织3.2洛氏硬度试验3.2.1洛氏硬度试验机的机构：金属洛氏硬度计是测量材料洛氏硬度的专用设备。a.施加试验力的方式不同：1．直接加荷式硬度计2．杠杆式硬度计3.还有弹簧加试验力及液压加试验力等形式的硬度计。b.按照结构形式不同：还分为台式和携带式等。图1－1直接加荷式硬度计1－2杠杆式洛氏硬度计3

3、.2.2.洛氏硬度操作原理a.测量原理及操作过程洛氏硬度试验采用1200金刚石圆锥或淬火钢球作为压头，在初试验力F0及总试验力F1先后作用下，将规定的压头压入试样表面，保持一定的时间后卸除主试验力Fl，在保留初试验力F0下测量压痕残余深度e。100（或130）减去e值即为洛氏硬度值。b.计算公式：为常数，用钢球压头时为130；用金刚石压头时为100。K为什么定义为130或100？根据洛氏硬度定义：一个洛氏硬度单位在特定条件下定义为0.002mm的压痕深度残余增量。c.洛氏硬度标尺分类及选用原则洛

4、氏硬度计按照洛氏硬度试验的基本定义设计，采用金刚石、φ1.588mm和φ3.175mm钢球三种压头，采用60kg、100kg、150kg三种试验力。GB/T230-91《金属洛氏硬度试验方法》中扩展为HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRK、HRH九个标尺。A标尺采用金刚石压头，60kg的载荷，测量范围为20~88HRA。适用于测定坚硬或薄硬材料的硬度。如硬质合金、渗碳后淬硬钢、经硬化处理的薄钢带、薄钢板等。C标尺采用金刚石压头，150kg的载荷，测量范围为20～70HRC

5、。当试样硬度低于20HRC时，金刚石压头压入试样过深，由于压头几何形状所造成的误差增大，测量结果不准确，一般要选用B标尺；当试样硬度大于70HRC时，压头尖端产生的压力过大，金刚石容易损坏，一般采用检测力较小，压入很深度较小的A标尺。适应于炭钢、工具钢及合金钢等经过淬火及回火处理的试样的硬度试验。B标尺采用钢球压头，100kg的载荷，硬度范围为20～100HRB，当试样硬度小于20HRB时，多数情况下金属开始蛹变，变形延续很长时间，测量结果不容易准确；当试样硬度大于100HRB时，由于钢球压头可

6、能变形，以及压入深度太小．影响精确测量，均可能造成误差。用来测量有色金属、合金及退火钢等低硬度零件的硬度。洛氏硬度标尺选用原则：二）试样（1）试样的表面应光滑平整，不应有氧化皮及污物，尤其不应有油脂。试样表面应能保证压痕直径的精确测量，表面粗糙度只Ra一般不应低于0.80um（2）试样制备过程中，应尽量避免由于过热或冷加工等对试样表面硬度产生影响。（3）试样的厚度至少应为压痕深度的10倍，两压痕中心距至少为压痕直径的4倍，不小于2mm（4）每个试样上的检测点数不少于四点（第一点不记），大批量检测

7、可适当减少。d.洛氏硬度检测及注意事项：一）试验设备的校验：压头、载荷、试验台等三）对圆柱面和球面上测得洛氏硬度值，应进行修正四）结果书写洛氏硬度符号HR，HR前面为硬度数值，后面为使用的标尺。如50HRCe.洛氏硬度检测特点及应用范围1.洛氏硬度检测操作简便，迅速，工作效率高。2.由于使用检测力小，产生的压痕比布氏硬度检测的压痕小，因而对制件表面没有明显的损伤。3.由于使用金刚石压头和两种直径的钢球作为压头，有三种检测力共计九中标尺，可以测量从较软到较硬材料的硬度，使用范围广。4.再者有预检测

8、力，所以试样表面轻微的不平度对硬度值的影响比布氏、维氏小。因此，适用于成批生产大量检测的机械、冶金热加工过程中以及半成品或成品的检验。特别适用于刃具、模具、量具、工具等成品的检测。四、操作步骤观察表6－2中所列试祥的显微组织，掌握各种组织的形态特征，并绘出所观察试样的显微组织示意图。测定45钢经不同热处理后的各试样的硬度，绘出硬度与回火温度的关系曲线。综合分析热处理工艺对组织和硬度的影响。序号实验材料热处理条件浸蚀剂123456789101112134545454545454520T8T8T12