[發(fā)明專利]一種鋼中殘余奧氏體熱穩(wěn)定性的測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910073967.1
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101504389A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯鄧錄;孫世清;潘成福
• 申請（專利權(quán)）人: 河北師范大學(xué)
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 董金國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼鐵材料中非熱穩(wěn)定相的定量測量方法，特別是一種鋼中殘余奧氏體熱穩(wěn)定性的一種測量方法。

背景技術(shù)

鋼鐵材料在淬火處理后，組織中除得到馬氏體和/或貝氏體外，常含有一定數(shù)量的殘余奧氏體，如果進行回火處理或冷處理，殘余奧氏體將發(fā)生轉(zhuǎn)變，是一種非熱穩(wěn)定相，其穩(wěn)定性對鋼材的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)具有重要影響，因此，測量其熱穩(wěn)定性自然具有重要意義。現(xiàn)有測量鋼中殘余奧氏體熱穩(wěn)定性的方法中，應(yīng)用較多的是X-射線衍射法，該方法觀察的是衍射峰的狀況，其探測的是材料表面層的狀況，因受到較多因素的影響，精度一般，而且此方法受試樣條件、儀器極限和計算方法的限制，具體包括試樣表面應(yīng)力狀態(tài)、織構(gòu)、晶粒尺寸、掃描步長、聚焦等。膨脹儀法測量的是塊體材料，精度較低。磁性法測量的是塊體材料的飽和磁化強度，對具體材料而言，足夠高的磁場強度方可測得準確的飽和磁化強度。目前，所采用的磁性測量方法，如沖擊測量法存在以下問題：(1)取樣尺寸大(大于50mm)，對小樣品無法測量；(2)磁場強度低，材料達不到磁飽和狀態(tài)，即鐵磁相的數(shù)量和磁化強度偏離線性關(guān)系，測量結(jié)果受退磁因素的影響，因而殘余奧氏體的測量結(jié)果精度不高；(3)測量時的溫度變化難以精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼中殘余奧氏體熱穩(wěn)定性的測量方法，該方法對淬火態(tài)鋼的冷處理工藝和回火工藝具有直接指導(dǎo)意義，可以幫助精確地控制鋼的組織組成和性能，挖掘鋼材的應(yīng)用潛力。

本發(fā)明構(gòu)思是：樣品置于單一磁場中會被感應(yīng)出磁矩。而將樣品置于振動樣品磁強計的拾取線圈中，作正弦振動時，由于通過樣品的磁通量的變化，在檢測線圈中便會感應(yīng)出電壓信號。該信號與磁矩成比例，所以振動樣品磁強計可以用來測量材料的磁特性。磁場可以由電磁鐵或超導(dǎo)磁體產(chǎn)生，所以磁矩和磁化強度可以作為磁場的參數(shù)來進行測量。作為溫度的參數(shù)，在低于常溫時，可用帶有低溫杜瓦的電磁鐵的VSM系統(tǒng)。高于常溫時，可用帶有加熱爐的VSM系統(tǒng)。因為選用鐵磁材料時，主要決定于它們的磁化強度和磁滯回線，所以VSM系統(tǒng)的常用功能是測量鐵磁材料的磁特性。測量溫度從8K到1273K時變化時，可以分別加裝低溫杜瓦和高溫爐。0到30KG(相當于3×0.79×10⁶A/m)的磁場范圍內(nèi)，可測得最小為5×10-7emu的磁矩；電磁鐵間隙可調(diào)；典型絕對精度優(yōu)于2％，重復(fù)性優(yōu)于1％；快速讀取數(shù)據(jù)：全量程測量樣品磁滯回線僅用10min；Windows軟件包括：單個儀器的驅(qū)動(前面板操作)、電源和VSM控制單元的控制；在最大場強工作狀態(tài)下，配有水冷系統(tǒng)的磁線圈能穩(wěn)定工作；可實現(xiàn)自動旋轉(zhuǎn)和各項磁強的測量；可選的液氦、液氮低溫恒溫器，可實現(xiàn)在8K或80K下工作；可選的高溫爐可實現(xiàn)在1000℃下工作。

具體地，本發(fā)明所說的鋼中殘余奧氏體熱穩(wěn)定性的測量方法包括以下步驟：

(1)鋼的前處理

選擇高碳鋼，經(jīng)鑄造、軋制、軟化退火，軟化退火工藝為：1093K加熱1h，以10K/h的速度緩冷至963K，然后空冷至室溫，淬火加熱溫度為1133K，保溫時間30min；

(2)磁性的高溫或低溫測試

將不同淬火態(tài)的高碳鋼用電火花方法切割成直徑2mm，長2mm的塊狀樣品，磁性測量在振動樣品磁強計上進行，在測試前振動樣品磁強計經(jīng)鎳標樣標定，高溫磁性測量的溫度循環(huán)范圍為300K～1173K，低溫磁性測量的溫度循環(huán)范圍為300K～10K，所施加的磁場強度為0.79×10⁶A/m，高溫磁性測量的加熱速度為3～5K/min，冷卻速度為10K/min，低溫磁性測量的加熱和冷卻速度均為10K/min，在設(shè)定的溫度到達1min后測定飽和磁化強度值；

(3)鋼中殘余奧氏體量的計算

高于室溫時殘余奧氏體量的分解情況可用式(1)求得：