Page 15 - 理化检验-物理分册2020年第二期

沈正祥, 等: 矫顽力在碳钢热处理质量预评定中的应用

表 ３ 低碳钢试样的力学性能测试结果
Tab敭３ Mechanical p ro p ert y testresultsoflowcarbonsteelsam p les
试样编号 屈服强度σ s / MPa 抗拉强度σ b / MPa 断后伸长率δ / ％ 硬度 / HV１

７ ４１３ , ３８４ , ３８２ , ３６３ , ３５０ ５２１ , ５０４ , ５０３ , ４８６ , ４８７ ４５ , ４３ , ３６ , ３２ , ３３ １６２ , １５３ , １６９ , １７２ , １７３
８ ５２４ , ５６５ , ５４８ , ４６５ , ４７０ １２１２ , １２９０ , １２８４ , １１００ , ９８３ １４ , １１ , １３ , １０ , １０ ２９０ , ３９７ , ３８５ , ４２４ , ４２１
９ ３７３ , ３５２ , ４３７ , ４６０ , ４７６ ７４６ , ７８７ , ８５２ , ８１９ , ９１９ ２６ , ２０ , １２ , ８ , １２ ２２０ , ２３５ , ２２５ , ２９５ , ３０１

矫顽力可以用来表征钢铁材料的磁硬度, 故与 示, 对试验数据分别进行拟合, 可得到矫顽力与力学
力学性能密切相关 [ １９ ] .在油淬和水淬冷却条件下, 性能的经验关系式, 具体如下
随着马氏体转变及扩散作用, 磁畴壁的钉扎效应导 σ s＝ ２８．７Hc＋１７７．４ , R ＝ ０．７ ( ５ )
２
致矫顽力变大, 位错阻塞也使得材料强度或硬度相 σ b ＝ １３３．９Hc－３９７．１ , R ＝ ０．９１ ( ６ )
２
应提高.空冷时, 磁性能与力学性能的变化则源于 δ＝－ ５．４７Hc＋７１．１ , R ＝ ０．７７ ( ７ )
２
珠光体带的破坏和长大过程.珠光体层间距变化或 H V ＝ ４４．７６Hc－１３６．８ , R ＝ ０．９ ( ８ )
２
渗碳体分化也会引起磁性能和力学性能改变 [ ２０ ] . 式中: H V 为硬度; R 为拟合度.
２
矫顽力与低碳钢试样力学性能的关系如图 ３ 所

图 ３ 矫顽力与低碳钢试样力学性能的关系曲线
Fi g 敭３ Correlationcurvesbetweencoercivit y andmechanical p ro p ertiesoflowcarbonsteelsam p les
a chan g eofcoercivit ywithy ieldstren g th b chan g eofcoercivit ywithtensilestren g th
c chan g eofcoercivit ywithelon g ationafterfracture d chan g eofcoercivit ywithhardness
由式( ５ ) ~ ( ８ ) 可知, 不同热处理条件下, 低碳钢 致性, 表明基于矫顽力的无损评估方法可用来预评
试样的力学性能与矫顽力近似成线性关系, 这说明 估热处理后钢铁件力学性能的变化趋势.
通过监测钢铁材料的矫顽力变化即可实现对力学性
能的定量预测.其中矫顽力与抗拉强度和硬度的关 ４ 结论
系曲线 的 拟 合 度 高 达 ０．９ , 可 优 先 作 为 评 估 指 标. ( １ )矫顽力对碳钢显微组织非常敏感, 马氏体
除此之外, MOHAPATRA 等 [ １８ ] 的研究证明矫顽力 相由于高密度位错阻碍磁畴壁移动, 其矫顽力最大;
与扫频激励法对力学性能的评估结果具有很好的一 珠光体相铁素体基体与渗碳体片层引起局部微应力

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