实验四钢的奥氏体晶粒度的测定.pdfVIP

实验四 钢的奥氏体晶粒度的测定 一、实验目的 1、学会用直接腐蚀法显示奥氏体晶粒。 2 、掌握用比较法评定奥氏体的晶粒度。 3 、研究加热温度保温时间及循环热处理对奥氏体晶粒大小的影响。 4 、从晶粒大小的观点出发确定合理的热处理加热规程。 二、实验原理 在钢铁等多晶体金属中，晶粒的大小用晶粒度来衡量，其数值可由下式求出： n 2N −1 式中：n—显微镜放大 100 倍时，6.45cm2 2 (1in ) 面积内晶粒的个数。 N—晶粒度 奥氏体晶粒的大小称奥氏体晶粒度。钢中奥氏体晶粒度，一般分为 1～8 等 8 个 等级。其中 1 级晶粒度晶粒最粗大，8 级最细小（参看 YB27—64 ）。 奥氏体晶粒的大小对以后冷却过程中所发生的转变以及转变所得的组织与 性能都有极大的影响。因此，研究奥氏体晶粒度的测定及其变化规律在科学研究 及工业生产中都有着重要的意义。 1、奥氏体晶粒度的一般概念 奥氏体晶粒按其形成条件不同，通常可分为起始晶粒、实际晶粒与本质晶粒 三种，它们的大小分别以起始晶粒度，实际晶粒度与本质晶粒度等表示。 （1）起始晶粒度 在临界温度以上，奥氏体形成刚刚结束时的晶粒尺寸，称起始晶粒度。起始 晶粒度决定于奥氏体转变的形核率（n ）及线生长速度（c ）。每一平方毫米面积 内奥氏体晶粒的数目N 与 n 及 c 的关系为 1 n 2 ⎛ ⎞ N 1.01⎜ ⎟ c ⎝ ⎠ 由上式可知，若n 大而 c 小，则起始晶粒就细小。若 n 小而 c 大则起始晶粒就粗 大。 在一般情况下n 及 c 的数值决定于原始组织的形态和弥散程度以及加热时的 加热速度等因素。 由于在珠光体中存在着大量奥氏体形核部位，n 极大。故奥氏体的起始晶粒 总是比较细小的。如果加热速度快，则转变被推向高温，奥氏体起始晶粒将更加 细化。这是因为，随着加热速度的增大和转变温度的升高，虽然形核 n 和 c 都增 大，但 n 比c 增加的幅度更大。表 4—1 示出钢在加热时，奥氏体的 n 与 c 数值 与加热温度的关系，由表 4—1 中的数据可知。相变温度从740℃提高到 800℃时 n 增大 280 倍而 c 仅增加 40 倍。 表 4—1 奥氏体形核（n）和线生长速度（c）与温度的关系 温 度 740 ℃ 750 ℃ 760 ℃ 780 ℃ 800 ℃ 3 形核率（n ）（个/毫米 •秒） 2280 —— 11000 51500 61600 线生长速度（c ）（毫米/秒） 0.001 0.004 0.01 0.026 0.041 应当指出，奥氏体起始晶粒随加热速度的增大而细化的现象，只是在加热速 度不太大时比较明显。当加热速度很大时起始晶粒不再随之细化（见表 4—2 ） 表 4—2 加热速度对起始奥氏体晶粒大小的影响 加热温度（淬火后铁 起始奥氏体晶粒的平 加热方法 加热速度℃/秒 素体消失的温度） 均面积μm2 炉内加热 0.03 ℃