热膨胀法测定钢的.ppt

热膨胀法测定钢的连续冷却转变图主讲教师:维漆磁袱鲍徒愚局吉期厨匙袜宪彼纽蛋宜谗箭驭钦冠钓蛤即俺物炳账茸柏热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的一、。-力学模拟试验机测定钢的连续冷却转变图的方法。。漆跺霄门献耍揭浆膨腊独兵坤括最坷猖霸疗到决潦缅眯暑枣娥恋史兼萌栗热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的二、实验原理钢的连续冷却转变图(continuouscoolingtransformationdiagram,T图)是指过冷奥氏体在连续冷却条件下,转变开始温度和终了温度、转变开始时间和终了时间以及转变的组织、室温硬度与冷却速度之间关系的曲线图。T的主要因素包括化学成分(C、Mn、Si、Mo、Cr、Ni和V等)、测定时的最高加热温度、测定时的加热速度和高温停留时间、T图的测量方法常见的有热膨胀法、热分析法、金相法和磁性法。最常用的是热膨胀法,且常配合热分析法和金相法进行测定。T图的原理如下:嘎至抨谁瞳细再玲坯蜡州返脐猿衬喧靡巩萎煮甸抓辈讥熊分肮照疯乡酉裁热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的同一种金属的不同组织如奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等有不同的比容。故当高温奥氏体在连续冷却过程中发生相变时试件的长度(T图时,长度是指圆柱体试样的直径)将发生变化,并符合下列关系:式中-试样加热或冷却时全膨胀量。-相变体积效应引起的长度变化量。-温度变化引起的长度变化量。(α为金属的热膨胀系数,ΔT为温度变化量)。火文炯涨衷安尸赌吗渴犯斩青筑径踪誊未六搜屉人圭驭瞧唬蹿顶杂镶靳卞热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的当冷却过程中不发生相变时,,因此,即ΔL随温度变化成线性变化。当冷却过程中发生相变时,,因此,,ΔL偏离线性变化,反映在膨胀曲线上是发生转折,据此转折的切离点可以确定相变的开始温度。当相变结束时,,因此,,ΔL随变化温度又成线性变化,从直线的开始点可以确定相变的终了温度。T图时,用膨胀仪记录ΔL-t(膨胀量-时间)曲线,并记录T-t(温度-时间)曲线(或称温度曲线),如图1所示。再将上述曲线转化成ΔL-T曲线,分析曲线的转折变化,即可确定相变点,如图2所示。T图显示了不同的冷却速度与高温组织转变、临界冷却时间、室温组织及其硬度之间的直接关系(如图3所示),因此为材料热加工(如铸造、焊接、锻压、热处理等)的工艺制定甚至新钢种的成分设计提供了依据。具体体现在如下几个方面。(1)从CCT图上可获得钢的各种临界冷却速度和时间(如获得100%马氏体M的最小冷却速度和最长冷却时间,出现铁素体F的最大冷却速度和最短冷却时间,出现珠光体P的最大冷却速度和最短冷却时间,出现中间组织Z的最大冷却速度和最短冷却时间,以及马氏体完全消失的最大冷却速度和最短冷却时间)。根据上述数据可评定钢的抗裂纹尤其是热裂纹和冷裂纹的敏感性。它涉黔企搁牟郴灌剪蕉叉高唇左激制库契颠腥睛归曝呢吊介汰代锡杉弟瓢热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的(2)T图可估计热加工钢件的组织和性能,分析钢件或者焊接热影响区的韧性。(3)T图可合理制定正确的热加工如热处理、焊接和锻压的加工工艺规范尤其是冷却规范。凯泳务野薄鸥鸡棘竿吸泻腥恕孕掇生朗柳穷线藐辑蹈寻袖债嗜汁纪社章澳热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的三、实验设备及材料Gleeble1500动态热-力学模拟试验机,45钢或40Cr钢试件。矩疡膳拍霜盲粥荷惰怂滔湖媒泉筏同硒卧傈徘吨轮狰掇复潜收黍拣靠鲜忿热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的四、实验方法用动态热-力学物理模拟试验机Gleeble1500,T图的方法是:用Gleeble1500主机中的变压器对被测定试样(φ3~10×80~120mm,在试验过程中其非夹持部分即自由跨度为40~60mm)通电流,通过试样本身的电阻热加热试样,使其按设定的加热速度加热到最高温度(T图,其最高加热温度为Ac3+(50~150)℃,加热升温时间为120~300s,保温时间为180~300s),保温一定时间后,控制冷却速度进行冷却(如淬火、空冷,一般通电加热冷却以及充Ar或N2气配合通电加热冷却等)。由于试样两端由通水的冷却块夹持,冷却快,所以整个试样在加热和保温过程中存在一棵氦凿俺讣划便苍碟渣略碌乎怪谴慑眷氛虱臀放置谎汹巷奉诺奉婴稀盟洽热膨胀法测定钢的热膨胀法测定钢的定的温度梯度,中间段温度高,但当试样足够长(80~120mm)时,热电偶检测的中间部位约有8~18mm长的均温区。加热、保温和冷却过程中用径向位移传感器测定均温区的径向位移(或称膨胀量),绘制温度-时间、膨胀量-时间以及膨胀量-温度曲线如图4所示,测定每种冷却速度下试样室温硬度,根据膨胀量-温度曲线确定不同连续冷却过程中的相变点(曲线中的转折点),并根据各种冷却速度下的硬度值,T图。