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16Mn钢的硬度与变形的关系

1.      取两块式样,一块用于研究不同形变程度对硬度的影响,另一块研究不同温度对性能的影响。

2.      研究16Mn钢的硬度与变形的关系:

测量变形程度为0%40%50%64%的硬度记录在表3-1中。

根据表中的数据,以变形度(%)为横坐标,硬度(HRB)为纵坐标,绘制出硬度与变形曲线关系,如图3-1

编号

变形度

硬度(HRB

1

0%

87.8

2

26.9%

98.3

3

41.5%

102.5

4

64.3%

103.0

3-1

    图3-1

 

结论:      钢的硬度随着冷变形程度的增加而增加.

 

3.      研究变形后的16Mn钢加热是硬度的变化:

以同一变形程度51%16Mn钢试样,测量其硬度后,分别加热至100℃,300℃,500℃,550℃,600℃,700℃,800℃保温30分钟后测量硬度,将数据列入表3-2中。

根据表3-2中的数据,以加热温度为横坐标,硬度为纵坐标,绘制出加热温度与硬度的曲线关系如图3-2

 

同一塑性变形后16Mn钢加热时硬度的变化:

编号

加热温度

保温时间

硬度(HRB

1

100

30min

98

2

300

30min

95

3

500

30min

94

4

550

30min

72

5

600

30min

55

6

700

30min

51

7

800

30min

45

                            3—2

 

                           3-2

 

结论:

随着16Mn钢塑性变形后加热温度升高,硬度减小,

加热温度小于500℃时,硬度减小不明显

加热温度大于500℃时,随着加热温度升高,硬度急剧减小


金属在外力作用下,将发生尺寸及形状的改变,即变形。变形一般包括弹性变形和塑性变形两种。弹性变形是可逆的,当外力去除后,变形可完全恢复;塑性变形是不可逆的,当外力去除后,仍有残留变形。

金属进行塑性变形时,金属的强度和硬度升高,而其塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化(也称为加工硬化)。产生冷变形强化的原因,通常被认为在塑性变形过程中,随变形量的增加,位错密度增加,并发生一系列交互作用,使位错运动受阻;同时晶粒也会出现破碎,变成细条状,晶界变得模糊不清,形成所谓的"纤维组织"。金属的变形程度愈大,位错密度愈高,位错运动的阻力愈大,塑性变形抗力也愈大,则其强度和硬度升高,而塑性韧性下降。

冷变形强化在实际生产中具有重要的意义。首先这是一种重要的强化材料的手段,尤其对用热处理不能强化的材料来说,显得更为重要。其次,冷变形强化有利于金属的变形均匀。因为金属的变形部分产生硬化,将使变形向未变形或变形较少的部分继续发展。第三,冷变形强化可以提高构件在使用过程中的安全性,构件一旦超载,产生塑性变形,由于强化作用,可防止构件突然断裂。但是,冷变形强化也给金属的继续变形带来困难,甚至出现裂纹。因此,在金属变形和加工过程中常进行"中间退火",以消除它的不利影响。





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