第一、二、三代軸承鋼及其熱處理技術(shù)的研究進(jìn)展(十六)

朱祖昌，楊弋濤，朱聞煒

(1.上海工程技術(shù)大學(xué)，上海 201620； 2.上海大學(xué)，上海 200072；3.上海軌道交通檢測認(rèn)證(集團(tuán))有限公司，上海 200434)

測定中為了防止碳化物顆粒出現(xiàn)重復(fù)和漏測，在圖片上劃上方格并給以編號(hào)，如圖126表示。為了簡化，這里以洛陽軸承研究所的JB/T 1255—2014照片版本金相圖譜的球化退火2級(jí)組織圖片作為代表畫出。對(duì)球化退火2級(jí)組織圖片中的碳化物顆粒直徑測量數(shù)值在全部測量完成后按步緒(6)進(jìn)行導(dǎo)出和保存數(shù)據(jù)列表，本文中為排版節(jié)省篇幅，對(duì)金相圖譜的球化退火4級(jí)組織圖片的測定數(shù)值將按讀者需要給以提供。因?yàn)闇y量是在放大條件下進(jìn)行，粒子邊緣各取在邊界顯示的中間位置，一般不會(huì)產(chǎn)生較大偏差。這時(shí)產(chǎn)生的偏差為測量邊界顯示的中間位置的相充差值與圖片直徑為78 mm的比，為此基本上可加忽略。

圖126 GB/T 18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的第5級(jí)別圖中第2級(jí)圖片上測定方塊劃分 1000×Fig.126 The dividing tested blocks of the second graph of the fifth class photos in the standard GB/T 18254—2016

按各種儀器生產(chǎn)方介紹，有多種元件可以測量碳化物顆粒，但一般是在金相試樣上測定，要測量圖片上的碳化物顆粒比較難以進(jìn)行。據(jù)了解，Zeiss公司生產(chǎn)的元件可以進(jìn)行測量，應(yīng)用的方法與我們采用的PS方法的原理相近，但其能進(jìn)行自動(dòng)攝取測量位置、自動(dòng)測量和進(jìn)行記錄處理；而我們是自己取點(diǎn)，標(biāo)尺測量和記錄是自動(dòng)進(jìn)行的，這樣的操作盡管手續(xù)麻煩，但對(duì)大小顆粒點(diǎn)都可以自選測量。Zeiss公司軟件的取點(diǎn)會(huì)受到一定限制(我們沒有研究其他元件的情況)，對(duì)較大顆粒的攝取比較容易。另外，雙方在沒有約定情況下，直接對(duì)4級(jí)圖片中某個(gè)碳化物顆粒進(jìn)行測量比較，數(shù)值是很相近的。圖127中舉出一個(gè)點(diǎn)的測量值作比較，我們對(duì)這個(gè)顆粒在近于相同的角度測定的數(shù)值為1.865717，與對(duì)圖中顆粒的事先測定值相差0.4%，可見測試方法和測定數(shù)值基本上是可行和可信的。由于時(shí)間上受到限制，未作出更多測量值的對(duì)比。

圖127 我們采用的PS方法和Zeiss公司軟件對(duì)4級(jí)圖片中一個(gè)碳化物顆粒的直徑測量值比較結(jié)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

對(duì)應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)4級(jí)圖片的1000多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，測定結(jié)果全部列于本文最后附錄的表中。并按這些數(shù)值作了數(shù)據(jù)處理，結(jié)果是相當(dāng)好的，列于圖128中。對(duì)應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)圖片的1856個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，全部列于表26中，表中只簡化標(biāo)注測定的碳化物編號(hào)，以“標(biāo)號(hào)”表示；測定的碳化物直徑，以“mm”表示。數(shù)據(jù)處理采用加倍近似方式計(jì)算，結(jié)果列于圖129中。

表26 GB/T 18254—2016標(biāo)準(zhǔn)第5級(jí)別圖中第2級(jí)圖片的全部顆粒碳化物直徑的測定數(shù)值

表26 (續(xù))

表26 (續(xù))

表26 (續(xù))

表26 (續(xù))

表26 (續(xù))

表26 (續(xù))

表26 (續(xù))

以前雜志上發(fā)表文章中報(bào)道的一些碳化物顆粒測定數(shù)據(jù)都不是用這樣的方法測試的，一般都應(yīng)用一種金相分析軟件，相對(duì)應(yīng)測試結(jié)果中的一些碳化物細(xì)小顆?？赡軙?huì)被忽略。我們采用這種測量方法在國內(nèi)尚屬首次，其測定結(jié)果將全部于以發(fā)表，以提供檢查和復(fù)測。

4級(jí)試樣碳化物測試點(diǎn)總數(shù)為1042個(gè)；顆粒平均直徑為1.126535247 mm；顆粒的最小直徑和顆粒的最大直徑分別為0.160456 mm和 4.731814 mm(橢圓形球的長軸長度)；試樣標(biāo)準(zhǔn)差為0.640129；小于顆粒平均直徑值的粒子數(shù)為594顆，占總粒子數(shù)比例為57%。

計(jì)算試樣單位面積上的粒子數(shù)為218個(gè)/mm2，可換算為0.0872個(gè)/400 μm2。這數(shù)值與S 261010標(biāo)準(zhǔn)中列出的最低密度數(shù)值158個(gè)/400 μm2相差1812倍。這些結(jié)果在下文還會(huì)再次被提到。

按顆粒中間距離為0.2 mm的顆粒排列情況在圖128中列出，碳化物顆粒的分布基本上呈正態(tài)曲線，與圖中表示的粒子大小正態(tài)分布數(shù)字(圖中以曲線表示)的相差為64%。

圖128 GB/T 18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的第5級(jí)別圖中第4級(jí)圖片上測定碳化物顆粒的分布曲線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級(jí)一半試樣碳化物測試點(diǎn)總數(shù)為1856個(gè)，具體測試方法與上述4級(jí)試樣的方法相同；試樣顆粒平均直徑為0.526420457 mm，試樣顆粒最小直徑和顆粒的最大直徑為0.078905 mm和 1.934773 mm(橢圓形球的長軸長度)；試樣標(biāo)準(zhǔn)差0.229704668；小于平均值的粒子數(shù)為1017顆，占總粒子數(shù)比例為54.8%。

按顆粒中間距離為0.1 mm的顆粒排列情況在圖129中列出，碳化物顆粒的分布基本上呈正態(tài)曲線，與圖中表示的粒子大小正態(tài)分布數(shù)字(圖中以曲線表示)，其相差與上述4級(jí)試樣比小得多。

圖129 GB/T 18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的第5級(jí)別圖中第2級(jí)圖片上測定碳化物顆粒的分布曲線Fig.129 The distribution curve of carbide particles in the 2nd graph of the 5th class photo of the standard GB/T 18254—2016

計(jì)算的一半試樣單位面積上的粒子數(shù)為776.8個(gè)/mm2，可以換算為0.31072個(gè)/400 μm2。這數(shù)值與S 261010標(biāo)準(zhǔn)中列出的最低密度數(shù)值158個(gè)/400 μm2相差508倍，可以設(shè)想為測定顆粒碳化物的差視率。這些結(jié)果在下文還會(huì)再次提到。