16Mn鋼的硬度與變形的關(guān)系
1. 取兩塊式樣，一塊用于研究不同形變程度對硬度的影響，另一塊研究不同溫度對性能的影響。
2. 研究16Mn鋼的硬度與變形的關(guān)系：
測量變形程度為0%，40%，50%，64%的硬度記錄在表3-1中。
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，以變形度（%）為橫坐標(biāo)，硬度（HRB）為縱坐標(biāo)，繪制出硬度與變形曲線關(guān)系，如圖3-1：
編號 | 變形度 | 硬度（HRB） |
1 | 0% | 87.8 |
2 | 26.9% | 98.3 |
3 | 41.5% | 102.5 |
4 | 64.3% | 103.0 |
表3-1
圖3-1
結(jié)論： 鋼的硬度隨著冷變形程度的增加而增加.
3. 研究變形后的16Mn鋼加熱是硬度的變化：
以同一變形程度51%的16Mn鋼試樣，測量其硬度后，分別加熱至100℃，300℃，500℃，550℃，600℃，700℃，800℃保溫30分鐘后測量硬度，將數(shù)據(jù)列入表3-2中。
根據(jù)表3-2中的數(shù)據(jù)，以加熱溫度為橫坐標(biāo)，硬度為縱坐標(biāo)，繪制出加熱溫度與硬度的曲線關(guān)系如圖3-2。
同一塑性變形后16Mn鋼加熱時硬度的變化：
編號 | 加熱溫度 | 保溫時間 | 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 |
表3—2
圖3-2
結(jié)論：
隨著16Mn鋼塑性變形后加熱溫度升高，硬度減小，
加熱溫度小于500℃時，硬度減小不明顯
加熱溫度大于500℃時，隨著加熱溫度升高，硬度急劇減小
金屬在外力作用下，將發(fā)生尺寸及形狀的改變，即變形。變形一般包括彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是可逆的，當(dāng)外力去除后，變形可完全恢復(fù)；塑性變形是不可逆的，當(dāng)外力去除后，仍有殘留變形。
金屬進(jìn)行塑性變形時，金屬的強(qiáng)度和硬度升高，而其塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化（也稱為加工硬化）。產(chǎn)生冷變形強(qiáng)化的原因，通常被認(rèn)為在塑性變形過程中，隨變形量的增加，位錯密度增加，并發(fā)生一系列交互作用，使位錯運(yùn)動受阻；同時晶粒也會出現(xiàn)破碎，變成細(xì)條狀，晶界變得模糊不清，形成所謂的"纖維組織"。金屬的變形程度愈大，位錯密度愈高，位錯運(yùn)動的阻力愈大，塑性變形抗力也愈大，則其強(qiáng)度和硬度升高，而塑性韌性下降。
冷變形強(qiáng)化在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要的意義。首先這是一種重要的強(qiáng)化材料的手段，尤其對用熱處理不能強(qiáng)化的材料來說，顯得更為重要。其次，冷變形強(qiáng)化有利于金屬的變形均勻。因?yàn)榻饘俚淖冃尾糠之a(chǎn)生硬化，將使變形向未變形或變形較少的部分繼續(xù)發(fā)展。第三，冷變形強(qiáng)化可以提高構(gòu)件在使用過程中的安全性，構(gòu)件一旦超載，產(chǎn)生塑性變形，由于強(qiáng)化作用，可防止構(gòu)件突然斷裂。但是，冷變形強(qiáng)化也給金屬的繼續(xù)變形帶來困難，甚至出現(xiàn)裂紋。因此，在金屬變形和加工過程中常進(jìn)行"中間退火"，以消除它的不利影響。
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