第一、二、三代轴承钢及其热处理技术的研究进展(十六)

2022-01-06朱祖昌杨弋涛朱闻炜

热处理技术与装备 2021年6期

朱祖昌，杨弋涛，朱闻炜

(1.上海工程技术大学，上海 201620； 2.上海大学，上海 200072；3.上海轨道交通检测认证(集团)有限公司，上海 200434)

测定中为了防止碳化物颗粒出现重复和漏测，在图片上划上方格并给以编号，如图126表示。为了简化，这里以洛阳轴承研究所的JB/T 1255—2014照片版本金相图谱的球化退火2级组织图片作为代表画出。对球化退火2级组织图片中的碳化物颗粒直径测量数值在全部测量完成后按步绪(6)进行导出和保存数据列表，本文中为排版节省篇幅，对金相图谱的球化退火4级组织图片的测定数值将按读者需要给以提供。因为测量是在放大条件下进行，粒子边缘各取在边界显示的中间位置，一般不会产生较大偏差。这时产生的偏差为测量边界显示的中间位置的相充差值与图片直径为78 mm的比，为此基本上可加忽略。

图126 GB/T 18254—2016标准的第5级别图中第2级图片上测定方块划分 1000×Fig.126 The dividing tested blocks of the second graph of the fifth class photos in the standard GB/T 18254—2016

按各种仪器生产方介绍，有多种元件可以测量碳化物颗粒，但一般是在金相试样上测定，要测量图片上的碳化物颗粒比较难以进行。据了解，Zeiss公司生产的元件可以进行测量，应用的方法与我们采用的PS方法的原理相近，但其能进行自动摄取测量位置、自动测量和进行记录处理；而我们是自己取点，标尺测量和记录是自动进行的，这样的操作尽管手续麻烦，但对大小颗粒点都可以自选测量。Zeiss公司软件的取点会受到一定限制(我们没有研究其他元件的情况)，对较大颗粒的摄取比较容易。另外，双方在没有约定情况下，直接对4级图片中某个碳化物颗粒进行测量比较，数值是很相近的。图127中举出一个点的测量值作比较，我们对这个颗粒在近于相同的角度测定的数值为1.865717，与对图中颗粒的事先测定值相差0.4%，可见测试方法和测定数值基本上是可行和可信的。由于时间上受到限制，未作出更多测量值的对比。

图127 我们采用的PS方法和Zeiss公司软件对4级图片中一个碳化物颗粒的直径测量值比较结果Fig.127 The result of comparison of the one carbide diameter in 4th graph of the 5th class photo of the standard GB/T 18254-2016 used between our PS method and Zeiss software

对应该标准4级图片的1000多个数据点，测定结果全部列于本文最后附录的表中。并按这些数值作了数据处理，结果是相当好的，列于图128中。对应该标准2级图片的1856个数据点，全部列于表26中，表中只简化标注测定的碳化物编号，以“标号”表示；测定的碳化物直径，以“mm”表示。数据处理采用加倍近似方式计算，结果列于图129中。

表26 GB/T 18254—2016标准第5级别图中第2级图片的全部颗粒碳化物直径的测定数值

表26 (续)

以前杂志上发表文章中报道的一些碳化物颗粒测定数据都不是用这样的方法测试的，一般都应用一种金相分析软件，相对应测试结果中的一些碳化物细小颗粒可能会被忽略。我们采用这种测量方法在国内尚属首次，其测定结果将全部于以发表，以提供检查和复测。

4级试样碳化物测试点总数为1042个；颗粒平均直径为1.126535247 mm；颗粒的最小直径和颗粒的最大直径分别为0.160456 mm和 4.731814 mm(椭圆形球的长轴长度)；试样标准差为0.640129；小于颗粒平均直径值的粒子数为594颗，占总粒子数比例为57%。

计算试样单位面积上的粒子数为218个/mm2，可换算为0.0872个/400 μm2。这数值与S 261010标准中列出的最低密度数值158个/400 μm2相差1812倍。这些结果在下文还会再次被提到。

按颗粒中间距离为0.2 mm的颗粒排列情况在图128中列出，碳化物颗粒的分布基本上呈正态曲线，与图中表示的粒子大小正态分布数字(图中以曲线表示)的相差为64%。

图128 GB/T 18254—2016标准的第5级别图中第4级图片上测定碳化物颗粒的分布曲线Fig.128 The distribution curve of carbide particles in the 4th graph of the 5th class photo of the standard GB/T 18254—2016

2级一半试样碳化物测试点总数为1856个，具体测试方法与上述4级试样的方法相同；试样颗粒平均直径为0.526420457 mm，试样颗粒最小直径和颗粒的最大直径为0.078905 mm和 1.934773 mm(椭圆形球的长轴长度)；试样标准差0.229704668；小于平均值的粒子数为1017颗，占总粒子数比例为54.8%。

按颗粒中间距离为0.1 mm的颗粒排列情况在图129中列出，碳化物颗粒的分布基本上呈正态曲线，与图中表示的粒子大小正态分布数字(图中以曲线表示)，其相差与上述4级试样比小得多。

图129 GB/T 18254—2016标准的第5级别图中第2级图片上测定碳化物颗粒的分布曲线Fig.129 The distribution curve of carbide particles in the 2nd graph of the 5th class photo of the standard GB/T 18254—2016

计算的一半试样单位面积上的粒子数为776.8个/mm2，可以换算为0.31072个/400 μm2。这数值与S 261010标准中列出的最低密度数值158个/400 μm2相差508倍，可以设想为测定颗粒碳化物的差视率。这些结果在下文还会再次提到。