文档介绍：实验一: 钢的淬透性测定
实验学时:3
实验类型：综合性实验ﻩ
实验要求：必修
一、实验目的
（一)掌握钢的淬透性的实验方法，重点末端淬火法.
(二)了解化学成分、奥氏体化温度及晶粒度对钢的淬透性的影响.
二、实验内容、实验原理、方法和手段
ﻩ(一）淬透性的概念及其影响因素
在实际生产中,零件一般通过淬火得到马氏体,。常用淬透性曲线、淬硬层深度或临界淬透直径来表示。淬透性与淬硬性不同，“由钢的表面至内部马氏体占5０%(其余的５０%为珠光体类型组织）的组织处的距离”为淬硬层深度。淬硬层越深,就表明该钢的淬透性越好。如果淬硬层尝试达到心部,则表明该钢全部淬透.
影响淬透性的因素很多,最主要的是钢的化学成分，其次为奥氏体化温度、晶粒度等等。钢的淬透性与过冷奥氏体稳定性有密切的关系。当奥氏体向珠光体转变的速度越慢，也就是等温转变开始曲线越向右移,钢的淬透性越大,反之就越小，可见影响淬透性的因素与影响奥氏体等温转变的因素是相同的.
溶入奥氏体的大多数合金元素除Cｏ以外,都增加过冷奥氏体的稳定性，使曲线右移,降低临界冷却速度，提高钢的淬透性.
钢中含碳量对临界冷却速度的影响为：亚共析钢随含碳量的增加，临界冷却速度降低,淬透性增加；过共析钢随含碳量的增加,临界冷却速度增高，淬透性下降。％～１。３%时，淬透性明显降低。
（二)淬透性的测定方法
淬透性的测定可以大致分为计算法和实验法两类。目前使用的方法还是实验法,它主要是通过测定标准试样来评价钢的淬透性。具体的试验方法有多种，现将其中通常采用的四种方法概述如下。
1、断口检验法
根据ＧB227-６3《炭素工具钢淬透性试验法》(低合金工具钢也可参照此标准）的规定,在退火钢棒截面中部截取2～３个试样,方形试样的横截面尺寸为20mm×20mm(±)，圆形截面为φ22～33mm，长度为100±5ｍm，试样中间一侧开一个深度为３～５mm的V形槽,以利于淬火后打断观察断口。试样分别在760℃、800℃、８4０℃温度下加热15~20min，然后淬入10~30℃的水中。通过观察断口上淬硬表层（脆断区）深度，对照相应的评级标准图来评定淬透性等级（ＧB２２7-6３规定分成0～5级).
２、U曲线法
用长度为直径的４～6倍一组直径不同的试样,经奥氏体化后在一定的淬火介质(如水、盐水、油等)中冷却,然后沿试样中纵向剖开，磨平后自试样表面向内每隔1～２min距离测定一处硬度值，并将所测结果画成硬度分别曲线（图15－1)。淬透性的大小可用淬硬层深度h或DH／D来表示，D为试样直径,DＨ为未淬硬区域直径。用这种方法测量出来的数值依试样尺寸、淬火介质的冷却能力的不同而变化，因此应用较少,但此法比较直观.
图15-1 截面上的U形硬度
３、临界直径法
所谓“临界淬透直径”是指钢在一定介质中淬火时,,总可以找到在一定的淬火介质中冷却时心部恰好能够淬透（截面中心的硬度为半马氏体硬度，即组织恰好对应含50％马氏体组织)的临界直径，用D0表
图15-2 末端淬透性实验示意图
。为了排除冷却条件的影响，假定淬火介质的冷却强度值H为无穷大,试样淬火时其表面温度立即冷却到淬火介质的温度,此时所能淬透的最大直径称为理想临界直径(
Di)，显然Ｄi仅取决于钢的成分，。依此还可以进一步求出该钢种在各种介质中的临界直径等.
4、末端淬火法
目前测定钢的淬透性最常用的方法是末端淬火（又称顶端淬火法,简称端淬法).它简便而经济，又能较完整地提供钢的淬火硬化特性，
用于优质炭素钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢及合金工具钢等的淬透性测量。我国ＧＢ2３５-63规定的试样形状尺寸及试验原理如图１5－2所示。试验时将试样按规定的奥氏体化条件加热后(注意防止氧化脱碳）迅速取出放入试验装置。因试样的末端被喷水冷却,故水冷端冷得最快,越向上冷得越慢，头部的冷速相当于空冷,，，绘出硬度与至水冷端距离的关系曲线,即所谓端淬曲线（图15－3）。
图15