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發布者：山東普利通鋼材有限公司　發布時間：2012/8/11　閱讀：1886次

鋼鐵材料的工藝性能試驗

名稱	說明
1.頂鍛試驗	需經受打鉚、鐓頭等頂鍛作業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，用規定的鋼球或球形沖頭頂壓在壓模內的試樣，直至試樣產生個裂紋為止。壓人深度即為杯突深度。其深度小于規定值者為合格
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面進行彎曲。彎曲角度和熱狀態試驗溫度，在有關標準中規定
5.鍛平試驗	檢驗金屬條材、帶材、板材及鉚釘等在室溫或熱狀態下承受規定程度的鍛平變形性能，并顯示其缺陷。鍛平作業可在壓力機、機械錘或鍛錘上進行；亦可使用手錘或大錘。對帶材和板材試樣，應使其寬度增至有關標準的規定值為止，長度應等于該值的2倍。對條材和鉚釘，應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的尺寸在有關技術條件中規定。纏繞圈數為5-10圈
7.扭轉試驗	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，直至試樣裂斷或達到規定的扭轉次數
8.反復彎曲試驗	該試驗是檢驗金屬(及覆蓋層)的耐反復彎曲性能、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~反復彎曲，其速度不超過60次／min。彎曲次數由有關標準規定
9.打結拉力試驗	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，以代替反復彎曲試驗。試驗時，將試樣打一死結，置于拉力試驗機上連續均勻地施加載荷，直至拉斷。以試驗機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，用壓力機或其他方法，均勻地壓至有關的技術條件規定的壓扁距，用管子外壁壓扁距或內壁壓扁距，以毫米表示。試驗焊接管時，焊縫位置應在有關技術標準中規定，如無規定時，則焊縫應位于同施力方向成90~角的位置。試驗均在常溫下進行，但冬季不應低于一10ºC。試驗后檢查試樣彎曲變形處，如無裂縫、裂口或焊縫開裂，即認為試驗合格
11.擴口試驗	該試驗用以檢驗金屬管端擴口工藝的變形性能。將具有一定錐度(如1：10、1：15等)的頂芯壓人管試樣一端，使其均勻地擴張到有關技術條件規定的擴口率(％)，然后檢查擴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量和耐液壓強度，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，所以又稱水壓試驗。該試驗雖不是為了進一步加工工藝而進行的試驗，但目前標準中習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	金屬結晶后形成的外形不一致、內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、結構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相，稱為固溶體。固溶體一般有較高的強度、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％，具有復雜的品格結構。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，強度、硬度適中，并具有良好的塑性和韌性
9	索氏體	亦稱細珠光體，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，僅在高倍顯微鏡下才能辨別。硬度、強度和沖擊韌性均高于珠光體
10	屈氏體	亦稱極細珠光體，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。其硬度和強度均高于索氏體
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。馬氏體在奧氏體轉變產物中硬度高
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成；在低溫時(727℃以下)，由珠光體和滲碳體構成。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	斷口組織是鋼材質量標志之一。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	塔形車削發紋檢驗	將鋼材車成規定的塔形或階梯形試樣，然后用酸蝕或磁粉法檢驗發紋，簡稱塔形檢驗

注：含碳量皆指質量分數。

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備 ③消除鋼中的內應力。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)	細化晶粒，均勻組織，降低硬度，充分消除內應力完全退火適用于含碳量(質量分數)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備，以減少淬火后變形和開裂,球化退火適用于含碳量(質量分數)大于0.8％的碳素鋼和合金工具鋼
			(3)去應力退火	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生的內應力，消除精密零件切削加工時產生的內應力，以防止以后加工和用過程中發生變形去應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改善組織結構和切削加工性能 ②對機械性能要求不高的零件，常用正火作為終熱處理 ③消除內應力
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、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、齒輪和導軌等
	(4)表面感應淬火			將鋼件放在感應器中，感應器在一定頻率的交流電的作用下產生磁場，鋼件在磁場作用下產生感應電流，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。經表面感應淬火的零件，表面硬而耐磨，而心部保持著較好的強度和韌性。表面感應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行的，也是熱處理的后一道工序	①獲得所需的力學性能。在通常情況下，零件淬火后的強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度和韌性。選擇適當的回火溫度進行回火后，可以獲得所需的力學性能 ②穩定組織，穩定尺寸 ③消除內應力
		(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生的內應力
類別		(1)中溫回火		將淬火的鋼件加熱到350～450％，經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，經過保溫以后冷卻,主要用于要求高強度、高韌性的重要結構零件，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性能，即較高的強度和韌性及足夠的硬度，消除鋼件因淬火而產生的內應力
5.調質				將淬火后的鋼件進行高溫(500～600ºC)回火多用于重要的結構零件，如軸類、齒輪、連桿等調質一般是在粗加工之后進行的	細化晶粒，使鋼件獲得較高韌性和足夠的強度，使其具有良好的綜合力學性能
6. 時效處理		(1)人工時效		將經過淬火的鋼件加熱到100～160℃，經過長時間的保溫，隨后冷卻	消除內應力，減少零件變形，穩定尺寸，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自然時效的零件，好先進行粗加工
7.化學熱處理				將鋼件放到含有某些活性原子(如碳、氮、鉻等)的化學介質中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，使介質中的某些原子滲入到鋼件的表層，從而達到改變鋼件表層的化學成分，使鋼件表層具有某種特殊的性能
化學熱處理		(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、銷釘等零件	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，發黑層的薄膜顏色有藍黑色、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力