Page 46 - 理化检验-物理分册2024年第五期
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侯怀书, 等: 不同回火温度下 C60模具钢硬度的涡流测试方法
图3 300℃回火后 C60模具钢试样的涡流检测电阻与电感波形
图4 不同回火温度下 C60模具钢的电磁特性参数
图6 涡流检测硬度与实际硬度测试结果的误差柱状图
表3中的洛氏硬度为因变量, 涡流阻抗为自变量, 应
由图6可知: 涡流检测硬度与实际硬度测试结
用最小二乘法对两者进行线性拟合。
果相差不大, 满足±1HRC 的精度要求。利用涡流
横轴为经计算得到的阻抗, 纵轴为超声硬度计
测量得到的洛氏硬度, 其最小二乘法的拟合曲线如 检测法可以对 C60模具钢进行硬度测试, 即拟合公
式( 4 ) 可实现对不同回火温度下 C60模具钢的涡流
图5所示, 一元二次拟合方程如式( 4 ) 所示。
表征。
Y= 54.06-0.03X -1.1 · 10 X 2 ( 4 )
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4 结论
( 1 )对淬火后的 C60模具钢进行回火处理, 在
保温时间相同的条件下, 随着回火温度的升高, C60
模具钢显微组织中回火屈氏体的含量逐渐减少, 回
火马氏体含量增加, 铁素体体积增大, 原子的热运动
减弱, 使原子自旋耦合现象增强, 从而提高了涡流电
磁参数。当回火温度为630℃时, 涡流阻抗达到最
图5 阻抗与洛氏硬度最小二乘法的拟合曲线 大。
拟合优度是样本回归线对数据拟合优劣的指 ( 2 )回火温度升高导致 C60模具钢结构重新排
标, 拟合优度越接近1 , 说明回归线对观测值的拟合 列, 铁素体含量增加, 原子间的距离增大、 作用力减
程度越好; 反之则说明回归线对观测值的拟合程度 小, 导致材料的硬度减小。当回火温度为300℃时,
越差 [ 21 ] 。图5中拟合优度为0.98 , 表明阻抗与洛氏 C60模具钢的洛氏硬度最大。
硬度的一元回归线拟合度很好。 ( 3 )利用最小二乘法数学模型, 结合涡流信号
取8个同一批次生产的 C60模具钢, 用不同回 阻抗与常规硬度测试, 得到 C60模具钢涡流信号阻
火温度的热处理工艺对这8个试样进行处理, 利用 抗与洛氏硬度之间的电磁数学方程, 该模型对试样
涡流检测装置对试样进行涡流检测。将涡流检测硬 硬度的预测值与洛氏硬度计实测值相比, 相对误差
度与实际硬度测试结果进行对比, 结果如图6所示。 小于1% , 结果可靠。
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