硬化能試驗實驗目的：利用Jominy端面淬火以了解及測定鋼的硬化能由硬化能推導冷卻速率與材料組織關系評估含碳量化學成份品粒大小與硬化能的影響選擇適當?shù)匿摿献鰺崽幚韺嶒炘恚阂话銓撹F零件經(jīng)由淬火處理而使之形成麻田散鐵以得最大的強度，此將鋼由沃斯田鐵相淬火熱處理后而得其硬化深度的測量稱之為硬能力。其硬化的深度與程度主要受(1)合金成份:欲達完全為麻田散鐵需有夠快的淬火速率，以避免在冷卻期間形成肥粒鐵、波來鐵及變韌鐵等產(chǎn)物，故以合金元素來降低其所需的臨界冷卻速率；(2)沃斯田鐵晶粒大小:品粒越小表示粒界區(qū)域的面積越,大則初析肥粒鐵或波來鐵形成非均勻的結(jié)核在粒界上導玫降低硬化能力(3)淬火情況:[1]沃斯田鐵化的溫度高于A3或Acm30°C~50°C以使所有的添加合金均溶成沃斯田鐵相，才能獲最大的硬化能力，若是溫度太高則冷卻時間越長，沃斯田鐵易轉(zhuǎn)變成細波來鐵或上變韌鐵而使硬化能力降低;⑵在某一定溫下,;需時間來達成沃斯田鐵相的均質(zhì)化，例如完全退火的中碳鋼為波來鐵及肥粒鐵組成,形成不均勻的碳分布而降低硬化能，但經(jīng)由淬火一回火處理的中碳鋼，卻因較的沃斯田鐵化時間,形成細碳化物均勻的分布于肥粒鐵基地內(nèi)。一含1%Cr,0.25%Mo,0.4%C成份的En19B鋼之典型硬化能曲線如圖B-2所示,其上方曲線為該類鋼中成份為上限者;下方曲線為其成份下限者，兩曲線間的區(qū)域稱之「Jominy帶」或「硬化能帶」。設分別代表至麻田散鐵的淬火鋼則圖可由試驗結(jié)果中檢查達到麻田散鐵之深度來求得芋一特定含碳量的鋼在含麻田散鐵時的硬度。目前試驗常用來求鋼之硬化能的理想臨界直徑其試驗結(jié)果能用來求可完全硬化鋼棒的最大直徑，如圖B-4中所示曲線代表不同冷卻速率，以理想淬火(H=8)為例，可知試棒距淬火端1.25cm處的冷卻速率與直徑7.5cm之棒中心處相同;若為在靜止水中(H=1),則與5cm之棒中心處相同;反之,從試棒距淬火端1.25cm處可得一直徑5cm的棒中心處之硬度;即亦可用來求取某一類鋼之棒中心處的硬度。實驗設備：Jomniy端面淬火槽鐵鉗高溫爐設備洛氏硬度試驗設備實驗步驟：制作試棒一取鋼料，依表所示溫度保持60分鐘實施正?；幚砗?，除去表面脫碳層，再車削至規(guī)定尺寸至規(guī)定尺寸，再將小端精密加工，不可留中心孔。打上編號將試棒在高溫爐內(nèi)加熱并保持如表所示之淬火溫度，待棒心部與表面度均勻后，保溫25?35分鐘。調(diào)整噴水之自由高度為55?75cm，并用一擋板置于噴水口,一經(jīng)噴水后,拿開擋板時須立即達到及保持穩(wěn)定之自由高度。在5秒內(nèi)迅速將試棒垂直安裝于試片支持架上，并立即移去噴水口之擋板，使5?30C的冷水由內(nèi)徑12.5+-0.5mm之管口，由下往上垂直噴出十分鐘以上，淬火后之試片完全冷卻為止。在試棒間隔180度之對應位置全長研磨兩平面,各面磨除之深度至少為0.4mm，然后測此二平面之硬度。自試棒淬火端起2—4—6—8mm及其后每隔2mm之各點位置測其硬度值。先求試棒兩面對應點所得之硬度平均值，再將軸方向硬度之變化繪制于方格紙上圖表。縱軸表其硬度平均值，橫軸表試棒淬火端至測量點的距離。實驗結(jié)果：圓柱硬度一硬度二硬度三硬度四硬度五硬度六硬度七硬度八HRB硬度十硬度十一硬度十硬度十硬度十四硬度十五硬度十六硬度十七硬度十八硬度十九硬度二十硬度二十一硬度二十二硬度二十三硬度二十四硬度二十五硬度二十六底面硬度一硬度二硬度三硬度四硬度五硬度六硬度七HRB鋼的淬透性淬透性是鋼的基本性質(zhì)之一。它不同于淬硬性，后者指馬氏體的硬度值，主要決定于鋼中含碳量。淬透性的大小是用理想臨界直徑作為指標來衡量的，它是鋼棒在冷卻烈度（見后文）為8的介質(zhì)中冷卻時，心部形成50%馬氏體時的直徑。在其它淬火介質(zhì)（如水、油等）中冷卻時，所得到的臨界直徑均較為小。其中50%馬氏體轉(zhuǎn)變量是為了便于測量而人為選定的，可通過金相檢驗和硬度測量確定。馬氏體含量不同時碳含量對淬火硬度的影響中的曲線表示硬化層中含有不同百分數(shù)的馬氏體時的硬度值和含碳量的關系。一定尺寸的圓棒淬火時，表面和心部的冷卻速度不同。很明顯，淬透層的深度取決于臨界冷卻速度的大小，因而可通過加入合金元素來降低鋼的臨界冷卻速度，使鋼的淬透層深度增加。最常用的確定鋼的淬透性方法是頂端淬火試驗。頂端淬火試驗或稱Jominy試驗，是一種測定淬透性的簡便方法，在許多國家已標準化。利用頂端淬火法測定淬透性曲線是用標準試樣經(jīng)適當奧氏體化后進行頂端淬火的示意圖。頂端淬火時冷卻速度由淬火端沿試棒逐漸減小，組織和硬度隨之相應地變化，由此得到的硬度變化曲線，稱為淬透性曲線或Jominy曲線。嚴格地說，這種曲線只對某一爐次的鋼有效；對于某一定鋼種來說，由于化學成分的差異（成分波動及偏析）、預先熱處理工藝的差異（顯微組織上的差異），其淬透性曲線可在相當大的范圍內(nèi)波動，形成一個淬透性帶（Jominy帶）。工業(yè)用鋼的淬透性曲線幾乎都已測定，并匯集成冊供查閱參考。根據(jù)Jominy試驗結(jié)果，鋼的淬透性大小可通過以下途徑確定：直接用試棒頂端至半馬氏體區(qū)的距離。用臨界直徑表示臨界直徑指鋼在一定冷卻介質(zhì)（如油或水）中淬火時能淬透（中心形成50%馬氏體）的最大直徑，生產(chǎn)中常用以表示淬透性的大小，不同冷卻介質(zhì)下的臨界直徑（中心形成50%馬氏體）為其示意圖?？梢詮牟煌睆降匿摪粲稍囼灥玫剑Q格羅斯曼（Grossmann）法，也可在用頂端淬火試驗得出后，利用由淬透性曲線換算為鋼棒截面上淬透層深度的曲線查出的某種介質(zhì)中淬火時的臨界直徑。用理想臨界直徑表示臨界直徑雖然可以在規(guī)定介質(zhì)條件下對鋼的淬透性進行定量比較，但仍缺乏普遍意義，因為當淬火介質(zhì)改變時，雖然鋼的淬透性并不改變，但工件的淬透直徑卻發(fā)生變化。為了定量地表示冷卻介質(zhì)的冷卻能力而引入了冷卻烈度，靜止水的烈度規(guī)定為1，以作為和其它淬火介質(zhì)比較的標準；理想淬火介質(zhì)（淬火時使熱的試棒表面立即冷到介質(zhì)溫度）的值為無窮大；一些常用實際淬火介質(zhì)的值分別為0.02?5不等。這樣，鋼的淬透性可以簡便地用理想臨界直徑加以表示和進行比較。對于某一定成分的鋼，表示一個圓柱形棒在理想淬火條件下，中心形成50%馬氏體時的直徑。奧氏體晶粒度和化學成分對淬透性的影響奧氏體晶粒度和化學成分是影響淬透性最重要的兩個因素。鋼的淬透性隨奧氏體晶粒度增大和晶粒界面積減小而提高，這是因為可供鐵素體和珠光體形核的位置減少，延緩了這些轉(zhuǎn)變的速度。鋼中合金元素一般延緩奧氏體分解，使轉(zhuǎn)變曲線(TTT曲線或CCT曲線)右移，從而提高淬透性。為了定量估算它們的影響曾經(jīng)提出一些計算方法，如格羅斯曼(M.A.Grossmann)和霍洛曼(J.H.Holloman)所提出的公式，經(jīng)莫澤爾(A.Moser)和萊格特(A.Legat)改進后得到的計算理想臨界直徑的經(jīng)驗公式為：=x2.21%Mnx1.40%Six2.13%Crx3.275%Mox1.47%Ni其中為基本臨界直徑，主要決定于奧氏體的含碳量和晶粒度，可由圖10含碳量和晶粒度對基本臨界直徑的影響查出；列于各元素前面的數(shù)字是該元素含量(重量)為1%時的淬透性系數(shù)，數(shù)值越大，表示對淬透性的貢獻越大。這樣的計算只能用作對淬透性的粗略估算。淬透性和淬火工藝為了保證工件淬火時得到完全馬氏體組織，一般來說要求選用的鋼有足夠的淬透性。如淬透性不同的鋼棒淬火并高溫回火處理后的力學性能所示，完全淬透的鋼高溫回火后，其力學性能沿截面是均勻的；如因鋼的淬透性低而使心部未能淬透，則心部的力學性能特別是沖擊韌性較低。對于給定成分的鋼，選用烈度高的淬火介質(zhì)可以更快地降低鋼件表面溫度，增大臨界直徑。但這將增大溫度梯度，引起工件翹曲變形，甚至開裂。因此在實際淬火操作中往往需要采用較緩和的冷卻介質(zhì)，如