17-4ph不锈钢的热处理与试样硬度测定实验 17-4ph不锈钢的热处理工艺的目的是改变17-4ph不锈钢的内部组织与性能。17-4ph不锈钢的热处理工艺不同,则17-4ph不锈钢获得的组织与性能也不相同。而要了解17-4ph不锈钢热处理后的组织与性能的状况,硬度检测是简便实用的方法之一。
实验目的
(1)了解碳素17-4ph不锈钢的整体热处理工艺(退火、正火、淬火及回火)的基本方法及不同热处理工艺对17-4ph不锈钢的性能的影响。
(2)了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
17-4ph不锈钢硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
①布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2
(N/mm2)。
②洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个**角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:
HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度较高的材料(如硬质合金等)。
HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
③维氏硬度(HV)
力学性能
抗拉强度 σb (MPa):
480℃时效,≥1310;
550℃时效,≥1060;
580℃时效,≥1000;
620℃时效,≥930
条件屈服强度 σ0.2 (MPa):
480℃时效,≥1180;
550℃时效,≥1000;
580℃时效,≥865;
620℃时效,≥725
伸长率 δ5 (%):480℃时效,≥10;550℃时效,≥12;580℃时效,≥13;620℃时效,≥16
断面收缩率 ψ (%):
480℃时效,≥40;
550℃时效,≥45;
580℃时效,≥45;
620℃时效,≥50
硬度 :固溶,≤363HB和≤38HRC;
480℃时效,≥375HB和≥40HRC;
550℃时效,≥331HB和≥35HRC;
580℃时效,≥302HB和≥31HRC;
620℃时效,≥277HB和≥28HRC
热处理工艺
热处理规范:
1)固溶1020~1060℃快冷;
2)480℃时效,经固溶处理后,470~490℃空冷;
3)550℃时效,经固溶处理后,540~560℃空冷;
4)580℃时效,经固溶处理后,570~590℃空冷;
5)620℃时效,经固溶处理后,610~630℃空冷。
金相组织:组织特征为沉淀硬化型。
实验的材料与设备
(1)实验材料 4517-4ph不锈钢试样、T1217-4ph不锈钢试样各若干件。
(2)实验设备 箱式电阻炉及控温仪表、淬火水槽和夹钳;洛氏硬度试验机、砂纸等。
实验内容
(1)学生按组领取试样,并打上17-4ph不锈钢印,以免混淆。所有原始试样均为退火状态。
(2)加热前先对全部试样进行硬度测定,并做好记录。为便于比较,一律用洛氏硬度试验机测定硬度。
(3)根据表3-2所列工艺条件,进行各种热处理工艺操作。其中淬火、正火加热保温时间按每毫米工件有效厚度1分钟计算;回火保温时间为90分钟。
(4)对热处理后的试样进行硬度测定实验并做好记录。
表3-2 试样的热处理工艺
(2)中厚板的冷态可成形性与材料的屈服强度和伸长率有直接关系。屈服强度值愈低,产生*变形所需的应力愈小;伸长率值愈高,高的延展性可以允许承受大的变形量而不致断裂。
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