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發(fā)布者：山東普利通鋼材有限公司　發(fā)布時間：2012/8/11　閱讀：1683次

鋼鐵材料的工藝性能試驗

名稱	說明
1.頂鍛試驗	需經(jīng)受打鉚、鐓頭等頂鍛作業(yè)的金屬材料須作常溫的冷頂鍛試驗或熱頂鍛試驗，判定頂鍛性能。試驗時，將試樣鍛短至規(guī)定長度，如原長度的1／3或1／2等，然后檢查試樣是否有裂紋等缺陷
2.冷彎試驗	檢驗金屬材料冷彎性能的一種方法，即將材料試樣圍繞具有一定直徑的彎心彎到一定的角度或不帶彎心彎到兩面接觸(即彎曲180º，彎心直徑d=0)后檢查彎曲處附近的塑性變形情況，看是否有裂紋等缺陷存在，以判定材料是否合格，彎心直徑d可等于試樣厚度的一半、相等、2倍、3倍等。彎曲角度可為90º、120º、180º
3.杯突試驗	檢驗金屬材料沖壓性能的一種方法。其過程是，用規(guī)定的鋼球或球形沖頭頂壓在壓模內(nèi)的試樣，直至試樣產(chǎn)生個裂紋為止。壓人深度即為杯突深度。其深度小于規(guī)定值者為合格
4.型材展平彎曲試驗	檢驗金屬型材在室溫或熱狀態(tài)下承受展平彎曲變形的性能，并顯示其缺陷。其過程是，用手錘或鍛錘將型材的角部錘擊展平成為平面，隨后以試樣棱角的一面為彎曲內(nèi)面進(jìn)行彎曲。彎曲角度和熱狀態(tài)試驗溫度，在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定
5.鍛平試驗	檢驗金屬條材、帶材、板材及鉚釘?shù)仍谑覝鼗驘釥顟B(tài)下承受規(guī)定程度的鍛平變形性能，并顯示其缺陷。鍛平作業(yè)可在壓力機(jī)、機(jī)械錘或鍛錘上進(jìn)行；亦可使用手錘或大錘。對帶材和板材試樣，應(yīng)使其寬度增至有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值為止，長度應(yīng)等于該值的2倍。對條材和鉚釘，應(yīng)將試樣鍛平到頭部直徑為腿徑的1.5～1.6倍、高度為腿徑的0.4-0.5倍時為止
6.纏繞試驗	該試驗用以檢驗線材或絲材承受纏繞變形性能，以顯示其表面缺陷或鍍層的結(jié)合牢固性。試驗時，將試樣沿螺紋方向以緊密螺旋圈纏繞在直徑為D的芯桿上。D的尺寸在有關(guān)技術(shù)條件中規(guī)定。纏繞圈數(shù)為5-10圈
7.扭轉(zhuǎn)試驗	該試驗用于檢驗直徑(或特征尺寸)小于等于10mm的金屬線材扭轉(zhuǎn)時承受塑性變形的性能，并顯示金屬的不均勻性、表面缺陷及部分內(nèi)部缺陷。其過程是，以試樣自身為軸線，沿單向或交變方向均勻扭轉(zhuǎn)，直至試樣裂斷或達(dá)到規(guī)定的扭轉(zhuǎn)次數(shù)
8.反復(fù)彎曲試驗	該試驗是檢驗金屬(及覆蓋層)的耐反復(fù)彎曲性能、并顯示其缺陷的一種方法。它適用于截面小于等于120mm²的線材、條材和厚度小于等于5mm的帶材及板材。其方法是，將試樣垂直夾緊于儀器夾中，在與儀器夾口相互接觸線成垂直的平面上沿左右方向作90~反復(fù)彎曲，其速度不超過60次／min。彎曲次數(shù)由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
9.打結(jié)拉力試驗	該試驗用于檢驗直徑較小的鋼絲和鋼絲繩拆股后的單根鋼絲，以代替反復(fù)彎曲試驗。試驗時，將試樣打一死結(jié)，置于拉力試驗機(jī)上連續(xù)均勻地施加載荷，直至拉斷。以試驗機(jī)上載荷指示器顯示的大載荷(單位為牛頓)除試樣原橫截面面積所得商為結(jié)果。單位為MPa或N／mm²
10.壓扁試驗	該試驗用以檢驗金屬管壓扁到規(guī)定尺寸的變形性能，并顯示其缺陷。試驗時將試樣放在兩個平行板之間，用壓力機(jī)或其他方法，均勻地壓至有關(guān)的技術(shù)條件規(guī)定的壓扁距，用管子外壁壓扁距或內(nèi)壁壓扁距，以毫米表示。試驗焊接管時，焊縫位置應(yīng)在有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，如無規(guī)定時，則焊縫應(yīng)位于同施力方向成90~角的位置。試驗均在常溫下進(jìn)行，但冬季不應(yīng)低于一10ºC。試驗后檢查試樣彎曲變形處，如無裂縫、裂口或焊縫開裂，即認(rèn)為試驗合格
11.擴(kuò)口試驗	該試驗用以檢驗金屬管端擴(kuò)口工藝的變形性能。將具有一定錐度(如1：10、1：15等)的頂芯壓人管試樣一端，使其均勻地擴(kuò)張到有關(guān)技術(shù)條件規(guī)定的擴(kuò)口率(％)，然后檢查擴(kuò)口處是否有裂紋等缺陷，以判定合格與否
12.卷邊試驗	該試驗用以檢驗金屬管卷邊工藝的變形性能。試驗時，將管壁向外翻卷到規(guī)定角度(一般為90º)，以顯示其缺陷。試驗后檢查變形處有無裂紋等缺陷，以判定是否合格
13.金屬管液壓試驗	液壓試驗用以檢驗金屬管的質(zhì)量和耐液壓強(qiáng)度，并顯示其有無漏水(或其他流體)、浸濕或永久變形(膨脹)等缺陷鋼管和鑄鐵管的液壓試驗，大都用水作壓力介質(zhì)，所以又稱水壓試驗。該試驗雖不是為了進(jìn)一步加工工藝而進(jìn)行的試驗，但目前標(biāo)準(zhǔn)中習(xí)慣上還稱它為工藝試驗

五.鋼鐵材料的熱處理

1.鋼鐵材料的基本組織

鋼鐵材料的基本組織

序號	名稱	含義
1	晶粒和晶界	金屬結(jié)晶后形成的外形不一致、內(nèi)部品格排列方向一致的小晶體，稱為晶粒。晶粒與晶粒之間的分界面，稱為晶界
2	相和相界	在金屬或合金中，凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同并有界面相互隔開的均勻組成部分，稱為相。相與相之間的界面，稱為相界
3	固溶體	在組成合金的一種金屬元素的晶體中溶有另一種元素的原子形成的固態(tài)相，稱為固溶體。固溶體一般有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、耐蝕性以及較高的電阻和磁性
4	金屬化合物	合金中不同元素的原子相互作用形成的、晶格類型和性能完全不同于其組成元素的、具有金屬特性的固態(tài)相，稱為金屬化合物
5	奧氏體	奧氏體是碳和其他元素溶解在y-Fe中的固溶體。奧氏體具有面心立方晶體，塑性好，一般在高溫下存在
6	鐵索體	鐵素體是碳和其他元素溶解于a-Fe中的固溶體。鐵素體具有體心立方晶格，含碳量極少，其性能與純鐵極為相似，也叫純鐵體
7	滲碳體	滲碳體是鐵和碳的化合物，也稱碳化三鐵(№c)，含碳量6.69％，具有復(fù)雜的品格結(jié)構(gòu)。其性能硬而脆，幾乎沒有塑性
8	珠光體	珠光體是鐵索體和滲碳體相間的片層狀組織。因其顯微組織有指紋狀的珍珠光澤而得名。其性能介于鐵素體和滲碳體之間，強(qiáng)度、硬度適中，并具有良好的塑性和韌性
9	索氏體	亦稱細(xì)珠光體，是奧氏體在低于珠光體形成溫度分解而成的鐵素體和滲碳體的混合物。其層片比珠光體細(xì)，僅在高倍顯微鏡下才能辨別。硬度、強(qiáng)度和沖擊韌性均高于珠光體
10	屈氏體	亦稱極細(xì)珠光體，由奧氏體在低于珠光體形成溫度分解而成的鐵素體和滲碳體的混合體。其層片比索氏體更細(xì)。其硬度和強(qiáng)度均高于索氏體
11	貝氏體	貝氏體是過飽和鐵素體和滲碳體的混合物。貝氏體又分為上貝氏體和下貝氏體。在較高溫度形成的稱“上貝氏體”，呈羽毛狀；在較低溫度形成的稱“下貝氏體”，呈針狀或竹葉狀。下貝氏體與上貝氏體相比，其硬度和強(qiáng)度更高，并保持一定的韌性和塑性
12	馬氏體	馬氏體通常是指碳在a-Fe中的過飽和固溶體。鋼中馬氏體的硬度隨碳含量的增加而提高。高碳馬氏體硬度高而脆，低碳馬氏體則有較高的韌性。馬氏體在奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中硬度高
13	萊氏體	是碳合金中的一種共晶組織。在高溫時由奧氏體和滲碳體構(gòu)成；在低溫時(727℃以下)，由珠光體和滲碳體構(gòu)成。含碳量為4.3％，組織中含有大量滲碳體，所以硬度高，塑性、韌性低
14	斷口檢驗	斷口組織是鋼材質(zhì)量標(biāo)志之一。將試樣刻槽或折斷后用肉眼或lO倍放大鏡檢查斷口情況，稱為斷口檢驗。從斷口可以看出金屬的缺陷
15	塔形車削發(fā) 紋檢驗	將鋼材車成規(guī)定的塔形或階梯形試樣，然后用酸蝕或磁粉法檢驗發(fā)紋，簡稱塔形檢驗

注：含碳量皆指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.鋼鐵材料的一般熱處理

鋼鐵材料的一般熱處理

名稱				熱處理過程	熱處理目的
1.退火				將鋼件加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻到室溫	①降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工 ②細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織，改善鋼的性能及為以后的熱處理作準(zhǔn)備 ③消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力。防止零件加工后變形及開裂
退火類別			(1)完全退火	將鋼件加熱到臨界溫度(不同鋼材臨界溫度也不同，一般是710-750℃，個別合金鋼的臨界溫度可達(dá)800—900ºC)以上30—50ºC，保溫一定時間，然后隨爐緩慢冷卻(或埋在沙中冷卻)	細(xì)化晶粒，均勻組織，降低硬度，充分消除內(nèi)應(yīng)力完全退火適用于含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0.8％以下的鍛件或鑄鋼件
			(2)球化退火	將鋼件加熱到臨界溫度以上20～30ºC，經(jīng)過保溫以后，緩慢冷卻至500℃以下再出爐空冷	降低鋼的硬度，改善切削性能，并為以后淬火作好準(zhǔn)備，以減少淬火后變形和開裂,球化退火適用于含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于0.8％的碳素鋼和合金工具鋼
			(3)去應(yīng)力退火	將鋼件加熱到500～650ºC，保溫一定時間，然后緩慢冷卻(一般采用隨爐冷卻)	消除鋼件焊接和冷校直時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，消除精密零件切削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以防止以后加工和用過程中發(fā)生變形去應(yīng)力退火適用于各種鑄件、鍛件、焊接件和冷擠壓件等
2.正火				將鋼件加熱到臨界溫度以上40～60ºC，保溫一定時間，然后在空氣中冷卻	①改善組織結(jié)構(gòu)和切削加工性能 ②對機(jī)械性能要求不高的零件，常用正火作為終熱處理 ③消除內(nèi)應(yīng)力
3. 淬火				將鋼件加熱到淬火溫度，保溫一段時間，然后在水、鹽水或油(個別材料在空氣中)中急速冷卻	①使鋼件獲得較高的硬度和耐磨性 ②使鋼件在回火以后得到某種特殊性能，如較高的強(qiáng)度、彈性和韌性等
淬火類別	(1)單液淬火			將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，在一種淬火劑中冷卻單液淬火只適用于形狀比較簡單，技術(shù)要求不太高的碳素鋼及合金鋼件。淬火時，對于直徑或厚度大于5～8mm的碳素鋼件，選用鹽水或水冷卻；合金鋼件選用油冷卻
	(2)雙液淬火			將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，先在水中快速冷卻至300—400ºC，然后移人油中冷卻
	(3)火焰表面淬火			用乙炔和氧氣混合燃燒的火焰噴射到零件表面，使零件迅速加熱到淬火溫度，然后立即用水向零件表面噴射, 火焰表面淬火適用于單件或小批生產(chǎn)、表面要求硬而耐磨，并能承受沖擊載荷的大型中碳鋼和中碳合金鋼件，如曲軸、齒輪和導(dǎo)軌等
	(4)表面感應(yīng)淬火			將鋼件放在感應(yīng)器中，感應(yīng)器在一定頻率的交流電的作用下產(chǎn)生磁場，鋼件在磁場作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鋼件表面迅速加熱(2一l0min)到淬火溫度，這時立即將水噴射到鋼件表面。經(jīng)表面感應(yīng)淬火的零件，表面硬而耐磨，而心部保持著較好的強(qiáng)度和韌性。表面感應(yīng)淬火適用于中碳鋼和中等含碳量的合金鋼件
4.回火				將淬火后的鋼件加熱到臨界溫度以下，保溫一段時間，然后在空氣或油中冷卻回火是緊接著淬火以后進(jìn)行的，也是熱處理的后一道工序	①獲得所需的力學(xué)性能。在通常情況下，零件淬火后的強(qiáng)度和硬度有很大提高，但塑性和韌性卻有明顯降低，而零件的實際工作條件要求有良好的強(qiáng)度和韌性。選擇適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟冗M(jìn)行回火后，可以獲得所需的力學(xué)性能 ②穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸 ③消除內(nèi)應(yīng)力
		(1)低溫回火		將淬硬的鋼件加熱到150-50ºC,并在這個溫度保溫一定時間，然后在空氣中冷卻,低溫回火多用于切削刀具、量具、模具、滾動軸承和滲碳零件等	消除鋼件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
類別		(1)中溫回火		將淬火的鋼件加熱到350～450％，經(jīng)保溫一段時間冷卻下來,一般用于各類彈簧及熱沖模等零件	使鋼件獲得較高的彈性、一定的韌性和硬度
		(1)高溫回火		將淬火后的鋼件加熱到500～650ºC，經(jīng)過保溫以后冷卻,主要用于要求高強(qiáng)度、高韌性的重要結(jié)構(gòu)零件，如主軸、曲軸、凸輪、齒輪和連桿等	使鋼件獲得較好的綜合力學(xué)性能，即較高的強(qiáng)度和韌性及足夠的硬度，消除鋼件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
5.調(diào)質(zhì)				將淬火后的鋼件進(jìn)行高溫(500～600ºC)回火多用于重要的結(jié)構(gòu)零件，如軸類、齒輪、連桿等調(diào)質(zhì)一般是在粗加工之后進(jìn)行的	細(xì)化晶粒，使鋼件獲得較高韌性和足夠的強(qiáng)度，使其具有良好的綜合力學(xué)性能
6. 時效處理		(1)人工時效		將經(jīng)過淬火的鋼件加熱到100～160℃，經(jīng)過長時間的保溫，隨后冷卻	消除內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形，穩(wěn)定尺寸，對精度要求較高的零件更為重要
		(2)自然時效		將鑄件放在露天；鋼件(如長軸、絲杠等)放在海水中或長期懸吊或輕輕敲打要經(jīng)自然時效的零件，好先進(jìn)行粗加工
7.化學(xué)熱處理				將鋼件放到含有某些活性原子(如碳、氮、鉻等)的化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，使介質(zhì)中的某些原子滲入到鋼件的表層，從而達(dá)到改變鋼件表層的化學(xué)成分，使鋼件表層具有某種特殊的性能
化學(xué) 熱處理		(1)鋼滲的碳		將碳原子滲入鋼件表層常用于耐磨并受沖擊的零件，如:輪、齒輪、軸、活塞銷等	使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韌性
		(2)鋼滲的氮		將氮原子滲入鋼件表層常用于重要的螺栓、螺母、銷釘?shù)攘慵?/A>	提高鋼件表層的硬度、耐磨性、耐蝕性
類別		(3)鋼的氰化		將碳和氮原子同時滲人到鋼件表層適用于低碳鋼、中碳鋼或合金鋼零件，也可用于高速鋼刀具	提高鋼件表層的硬度和耐磨性
8.發(fā)黑				將金屬零件放在很濃的堿和氧化劑溶液中加熱氧化，使金屬零件表面生成一層帶有磁性的四氧化三鐵薄膜常用于低碳鋼、低碳合金工具鋼由于材料和其他因素的影響，發(fā)黑層的薄膜顏色有藍(lán)黑色、黑色、紅棕色、棕褐色等，其厚度為0.6～0.8µm	防銹、增加金屬表面美觀和光澤，消除淬火過程中的應(yīng)力

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