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6. 硬度硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。⑴布氏硬度（HB）以一定的載荷（一般3000kg）把一定大?。ㄖ睆揭话銥?0mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。⑵洛氏硬度（HR）當(dāng)HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。⑶維氏硬度（HV）以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）。
鋼材中除主要化學(xué)成分Fe鐵以外，還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、鈦(Ti)、釩(V)等元素，這些元素雖含量很少，但對鋼材性能的影響很大。碳是決定鋼材性能的重要元素，它影響到鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性等機(jī)械力學(xué)性能。當(dāng)鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降;但當(dāng)含碳量大于1.0%時，隨含碳量增加，鋼的強(qiáng)度反而下降。一般工程用碳素鋼均為低碳鋼，即含碳小于0.25%，工程用低合金鋼含碳小于0.52%。鋼中有益元素有錳、硅、釩、鈦等，控制摻入量可冶煉成低合金鋼。鋼中主要的有害元素有硫、磷及氧，要特別注意控制其含量。磷是鋼中很有害的元素之一，主要溶于鐵素體起強(qiáng)化作用。磷含量增加，鋼材的強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性顯著下降。特別是溫度愈低，對塑性和韌性的影響愈大，從而顯著加大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材可焊性顯著降低，但磷可提高鋼的耐磨性和耐蝕性。硫也是很有害的元素，呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中，降低鋼材的各種機(jī)械性能。由于硫化物熔點(diǎn)低，使鋼材在熱加工過程中造成晶粒的分離，引起鋼材斷裂，形成熱脆現(xiàn)象稱為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。氧是鋼中有害元素，主要存在于非金屬夾雜物中，少量熔于鐵素體內(nèi)。非金屬夾雜物降低鋼的機(jī)械性能，特別是韌性。氧有促進(jìn)時效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點(diǎn)亦使鋼的可焊性變差。
奧氏體形成的四個步驟：1）奧氏體晶核的形成； A晶核通常在珠光體中F和Fe3C相界處產(chǎn)生；2）奧氏體晶核長大；（3）殘余滲碳體的溶解；（4）奧氏體的均勻化共析鋼——加熱到Ac1點(diǎn)相變溫度;亞共析鋼——加熱到Ac3點(diǎn)相變溫度以上；過共析鋼——理論上應(yīng)加熱到Accm以上，但實(shí)際上低于Accm。因?yàn)榧訜岬紸ccm以上，滲碳體會全部溶解，奧氏體晶粒也會迅速長大，組織粗化，脆性增加。加熱和冷卻時相圖上臨界點(diǎn)位置，如圖所示：
2）實(shí)際晶粒度——鋼在具體的熱處理或加熱條件下實(shí)際獲得的奧氏體晶粒度的大小。分為10級，1級粗(鍛造常溫調(diào)質(zhì)晶粒度一般要求5-8級，鍛造余熱調(diào)質(zhì)晶粒度一般要求大于等于2級）。3）本質(zhì)晶粒度——表示奧氏體晶粒長大的傾向性。不表示晶粒的大小。本質(zhì)粗晶粒鋼：奧氏體晶粒度隨著加熱溫度的升高不斷地迅速長大。 （如圖6-3） 圖6-3本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：奧氏體晶粒度只有加熱到較高溫度才顯著長大。2、奧氏體晶粒長大及影響因素
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