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回火的行为对热处理的影响中碳(C 35 Mn 75)钢

V.K.Murugan1,Dr.P。Koshy马修斯2
机械工程系,副教授Kalaivani技术学院,印度哥印拜陀1
本金,机械工程系,Kalaivani技术学院,印度哥印拜陀2
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文摘

调查进行了研究热处理对中碳钢的机械性能。中碳钢样品进行加热在9000 c和浸泡60分钟后在马弗炉和淬火油。样品的力学行为研究使用万能拉力试验机拉伸试验和洛氏硬度硬度测试的方法。淬火硬度值和抗拉强度的样本相对高于原片玻璃样品,建议改善力学性能。延性等力学性能、韧性、强度、硬度和抗拉强度可以很容易地修改通过热处理中碳钢适合一个特定的设计目的。拉伸试验标本来自中碳钢和受到各种形式的热处理过程像退火,正火,淬火和回火。结果表明,中碳钢的力学性能可以改变和提高了各种热处理为特定的应用程序

关键字

抗拉强度、硬度、洛氏法、中碳钢、热处理< / td >< / tr >< tr >< td >

介绍

钢是一种合金的铁碳的百分比从-1.5%至0.15不等,[1]。这些普通的碳钢的基础上改变他们的碳含量为主要合金元素是碳。[2]钢碳含量从0.25%到0.65%不等的归类为中等碳,而那些碳含量低于0.25%是所谓的“低碳”。高碳钢的碳含量通常在0.65% - 1.5%不等。钢主要是铁和碳的合金,在其他元素存在于数量太小影响[3]属性。其他合金元素允许在普通碳素钢材锰和硅。钢碳含量较低的铁一样的属性,柔软但容易形成。随着碳含量的增加,金属变得困难[4],但韧性降低,焊接更加困难。中碳钢用于采矿设备,和拖拉机。此外,加工的零部件,如螺栓、混凝土钢筋是这类碳钢做的。 Gears, wire rods, seamless tubing, hot-rolled/cold-finished bars and forging products are more objects constructed from medium carbon steel [5]. Also medium carbon steel is made up of between 0.3% to 0.6% carbons. Increasing the carbon concentration to 0.55% in TRIP-type steels [6] makes possible to obtain very high strength properties without a deterioration of the ductility, compared to most often used steels containing about 0.2%. Although the number of steel specifications runs into thousand, plain carbon steel accounts for more than 90% of the total steel output. The reason for its importance is that it is a tough ,ductile and cheap material with reasonable [7] casting, working and machining properties ,which is also amenable to simple heat treatments to produce a wide range of properties.< / td >< / tr >< tr >< td >材料改性过程修改的行为[8]钢以有益的方式服务最大化生命即应力消除或力量属性如低温治疗或其他一些可取的属性。热处理是定时加热和冷却的组合应用到一个特定的金属或合金在固态等方面产生一定的微观结构和所需的机械性能(硬度、韧性、屈服强度、极限抗拉强度,杨氏模量,伸长率和减少的百分比)。退火,正火,淬火,回火是最重要的热处理通常用于修改微观结构[9]和工程材料的力学性能。热处理包括加热,材料来获得所需的材料属性[10]。在热处理过程中,材料通常经历相微观结构和密码修改。热处理碳钢的目的是改变钢的机械性能,通常韧性、硬度、屈服强度、抗拉强度和抗冲击性。钢结构设计中使用的标准的优点[11]规定的屈服强度。大多数工程计算结构是基于屈服强度。热处理发展硬度、柔软,提高机械性能(如抗拉强度、屈服强度、延性、耐蚀性和蠕变断裂。这些过程也有助于改善[12]加工效果,并使他们多才多艺。热处理操作控制材料的加热和冷却的一种手段,以影响力学性能变化[13]。 Heat treatment is also used to increase the strength of materials by altering some certain manufacturability objectives especially after the materials might have undergone major stresses like forging and welding. Hardened sample had the highest tensile strength and hardness with lowest ductility and impact strength when compared to other heat treated samples. Hardening is strongly recommended when the strength and hardness [14] are the prime desired properties in design. Quenching in water resulted in higher tensile strength and hardness possibly due to the formation of martensite structure [15] after quenching.< / td >< / tr >< tr >< td >开发的钢淬火后回火过程所需的温度[16]最高极限抗拉强度和良好的冲击强度、韧性和硬度非常有吸引力的结构使用。这因此被回火脆性。回火硬度的结果所需的组合,延性、韧性、强度和结构的稳定性。钢的强度可以提高了淬火后回火与一些妥协韧性[17]。热处理过程是修改组织因此改变性能(18)的工件。极限抗拉强度稳步减少增加热处理时间和温度。的延性是由拉伸试验测量的样品。伸长的百分比上升趋势的增加温度回火时间和[19]。硬度和其他普通的碳钢的力学性能随着浓度的增加而增加[20]碳在奥氏体溶解在淬火热处理淬火之前,可能是由于奥氏体向马氏体的转变[21]。奥氏体向马氏体的转变扩散减少剪切类型转换在淬火还负责获得高硬度和这个属性是由于[22]间隙的有效性碳阻碍位错运动。 Martenitic structure, which has an experimental effect on toughness, is also produced during continuous [23] water quenching. The hardness of the steel increases [24] with cooling rate and also with increasing pearlite percentage which increases as the percentage martensite increases. The reason being that martensite is one of the strengthening phases in steel. In the present study, medium carbon steel samples are heat-treated at different temperature above the austenitic region and quenched followed by tempering in order to investigate the effect of different tempering temperature on the mechanical properties of the steel. The changes in mechanical behavior as compared with unquenched samples are explained in terms of changes in tensile strength.< / td >< / tr >< tr >< td >

二世。材料和方法

答:化学成分< / td >< / tr >< tr >< td >中碳钢样品的化学成分用于此调查在下表中给出。< / td >< / tr >< tr >< td >b .试样制备< / td >< / tr >< tr >< td >在这项研究中使用的材料是一个中碳钢碳与碳含量0.30%。拉伸试验的标本被准备使用ASTM标准格式。拉伸测试是由万能试验机使用准备好的标本。< / td >< / tr >< tr >< td >c .热处理中碳钢< / td >< / tr >< tr >< td >标准热处理程序适应热处理中碳钢。五个不同的样本准备每个操作和平均值计算的基础上,分析了。< / td >< / tr >< tr >< td >1)硬化过程< / td >< / tr >< tr >< td >硬化的标本被放置在炉,加热到9000摄氏度的温度。样本保留在这个温度的一个小时(因为它的质量)在此期间转换必须已经完成。进行淬火操作五中碳钢样品拥有相同的维度。< / td >< / tr >< tr >< td >2)回火过程< / td >< / tr >< tr >< td >回火,包括重新加热淬火钢到合适温度转变温度以下一个适当的时间和冷却到室温。这个过程允许减少硬度微观结构修改所需的水平,同时增加延性。回火硬度的结果所需的组合,延性、韧性、强度和结构的稳定性。所需的属性和结构取决于回火,回火温度和时间的淬火标本也在马弗炉中进行一个小时。实验热处理周期选择性合金淬火和回火紧随其后在2500 c c增加了1000到5500 c为每个回火时间间隔。< / td >< / tr >< tr >< td >d .机械试验< / td >< / tr >< tr >< td >这些疗法后,标本检测的机械性能如硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率和伸长率。< / td >< / tr >< tr >< td >1)硬度试验< / td >< / tr >< tr >< td >试样的硬度测量的帮助下罗克韦尔的方法。硬度计压头的标本被接触,试样的硬度是表示的渗透说标本并显示在雷竞技网页版表盘上的硬度计压头的机器。缩进了抛光表面上使用150公斤负载HRC。< / td >< / tr >< tr >< td >2)拉伸试验< / td >< / tr >< tr >< td >万能试验机的热处理标本进行测试。初始计量长度和直径测量之前让他们紧张。收益率和最大负荷记录,每个标本的断头安装和最终计量长度和最小直径测量标本的脖子。阅读从而获得用于确定屈服强度,抗拉强度、伸长率和韧性。< / td >< / tr >< tr >< td >

三世。结果和讨论

现在热处理标本进行硬度测试,使用标准的罗克韦尔试验机,并使用万能试验机拉伸试验。所得的值从硬度试验和拉伸试验,绘制在图1到图5显示的回火温度范围和硬度等力学性能的变化与拉伸行为等等这些图表的数据生成的每个热处理标本过程输出结果值进行了分析。这些图表的数据生成的每个热处理标本。,Hardening at 9000C and tempered at different tempering temperature 2500C to 5500C. The processes output were analyzed. The data clearly show an improvement in hardness after hardening; whereas a decrease in hardness is observed with increase in tempering temperature.< / td >< / tr >< tr >< td >取得的最大58 hrc硬度在9000 c硬化。力学行为的未经处理的样本值表示如下:抗拉强度325.42 n /平方毫米,屈服强度209.47 n /平方毫米,硬度42 HRC,韧性61.10 j,伸长率23.24。力学行为的硬化采样值表示如下:抗拉强度469.01 n /平方毫米,屈服强度412.10 n /平方毫米,58 HRC硬度,韧性41.00 j,伸长率23.00。淬火回火在2500 c样品的力学性能表明,抗拉强度、屈服强度、硬度、韧性和伸长率378.23 n /平方毫米,290.00 n /平方毫米,53 HRC,分别为60.78,39.96。回火硬化样品的力学性能在2500 c, 3500 c, 4500 c, 5500 c显示,抗拉强度、屈服强度、硬度、韧性和伸长率355.17 n /平方毫米,355.17 n /平方毫米,49 HRC,分别为58.53,35.50。淬火回火在4500 c样品的力学性能表明,抗拉强度、屈服强度、硬度、韧性和伸长率343.80 n /平方毫米,217.31 n /平方毫米,硬度44 HRC,分别为58.88,21.16。淬火回火在5500 c样品的力学性能表明,抗拉强度、屈服强度、硬度、韧性和伸长率336.37 n /平方毫米,265.74 n /平方毫米,39 hrc,分别为70.29,47.01。标本的结果是硬化油淬火回火在2500 c, 3500 c, 4500 c和5500 c Figure.1中以图形的方式表达。< / td >< / tr >< tr >< td >热处理样品的力学性能是缓和在2500 c, 3500 c, 4500 c, 5500 c显示,抗拉强度、378.23 N /平方毫米,355.17 N /平方毫米,343.80 N /平方毫米和336.37 N /平方毫米。标本的结果是硬化油淬火回火在2500 c, 3500 c, 4500 c和5500 c Figure.2中以图形的方式表达。< / td >< / tr >< tr >< td >热处理样品的力学性能(回火2500 c, 3500 c, 4500 c, 5500 c)表明,屈服强度、290.00 N /平方毫米,355.17 N /平方毫米,217.31 N /平方毫米和217.31 N /平方毫米。标本的结果是硬化油淬火回火在2500 c, 3500 c, 4500 c和5500 c Figure.3中以图形的方式表达。< / td >< / tr >< tr >< td >回火样品的力学性能(回火2500 c, 3500 c, 4500 c, 5500 c)表明,在HRC硬度值表示为53岁,49岁,分别为44岁和39。标本的结果是硬化油淬火回火在2500 c, 3500 c, 4500 c和5500 c Figure.4中以图形的方式表达。< / td >< / tr >< tr >< td >热处理样品的力学性能(回火2500 c, 3500 c, 4500 c, 5500 c)表明,J的韧性是60.78提到的,分别为58.53、58.88和70.29。标本的结果是硬化油淬火回火在2500 c, 3500 c, 4500 c和5500 c Figure.5中以图形的方式表达。热处理样品的力学性能(回火2500 c, 3500 c, 4500 c, 5500 c)显示,%的伸长as39.96,分别为35.50,21.16和47.01。< / td >< / tr >< tr >< td >

IV.CONCLUSION

回火样品给增加抗拉强度和硬度比未经处理的样品。比较回火试样的力学性能和硬化的样本,发现有韧性和伸长率下降。钢的淬火和回火温度范围2500 c到5500 c导致相应的抗拉强度下降。在上面的回火温度范围,韧性的钢温度逐渐增加而增加。结果为屈服强度接收更多的价值比相应的回火温度3500 c。收到伸长率较低价值4500 c相比其他回火温度。< / td >< / tr >< tr >< td >

表乍一看

表的图标
表1

数据乍一看

图 图 图 图 图
图1 图2 图3 图4 图5

引用

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