不锈钢加工变质层中表面硬度检测方案(万能试验机)

ApplicationNewsNo. SCA_300_024第一版发行日：2019年6月400-650-0439 ApplicationNews 材料试验 DUH-211s 岛津动态超显微硬度计测定不锈钢加工变质层硬度 No.SCA 300 024 摘要：本文介绍了用岛津 DUH 型动态超显微硬度计对机加工不锈钢 (SUS304) 表面薄层(1-3um)进行动态压痕硬度的试验。分析了不同表面处理方式下不同的硬度与压痕深度，得出变质层对表面硬度的影响范围与影响程度。 关键词：动态超显微硬度计不锈钢变质层 不锈钢在使用车床、铣床或磨床等加工时，材料表面的上部易被转化为所谓的加工变质层。该层由非晶层、塑性变质层、细颗粒层和微结构变质层组成，其形成的主要原因是机械加工过程中塑性转变和温度的升高。这些变质层比材料的内部有更大的位移，且会产生较大残余应力。 岛津DUH-211S广泛适用于一系列硬或者软材料，因为它能使用极小的加载压力进行测试，根据压头的压痕深度(动态压痕硬度)或压痕对角线长度(维氏硬度)来测量薄膜和薄层的硬度。本试验使用 DUH-211s 对不同表面处理过的样品进行测试。并分析了不同处理方式存在的差异。 |实验部分 1.1仪器 DUH-211S动态超显微硬度计 1.2分析条件 试验类型：加卸载试验 配置压头： Berkovich indenter 样品：不锈钢，详细信息见下表 1 测试点数量：3 最大加载力：100g 表格1.样品信息 样品 SUS304 样品(A) 样品(B) 样品(C) 固溶热处理后 样品处理方式仅固溶热处理 固溶热处理后 进行抛光处理 进行车削和抛 光纸抛光 实验介绍 本试验使用 DUH-211s，其试验所测得结果为动态压痕硬度。这是根据从表面开始计算每隔 0.2um 所测得的载荷与深度之间的关系计算得出的。其具体计算方式如下： 2 其中 DHn：动态压痕硬度；PPn：某点位的加载力(Pn-1对应上一点加载力)；Dn：某点位测得压痕深度(Dn-1对应上一点测得深度)。 实验结果 试验对每个样本在3个不同点进行测试，同一样品在同一深度下测得3次硬度，计算所得硬度平均值。不同深度下硬度值如下表2。通过绘制得到下图1曲线。可以看曲线B在约 2pm的深度时开始接近A并随后与之重叠，该趋势表明，加工变质层在有效深度约为2um， 在2um内对不锈钢表面强度具有一定影响，但此后基体材材的硬度占主导地位。曲线C表明，由于试样C在抛光纸抛光之前经历了车削过程，因此相应的加工变质层能将其影响保持在明显大于曲线B的深度。 表格2.各样品在不同深度计算所得的硬度值 编号NO. 压痕深度(um) A样品硬度 B样品硬度 C样品硬度 1 0.20 一 2 0.40 159.15 403.21 477.13 3 0.60 139.09 372.56 155.11 4 0.80 149.90 297.51 432.84 5 1.00 153.69 223.65 376.67 6 1.20 155.46 190.37 348.49 7 1.40 149.44 168.84 328.97 8 1.60 148.54 164.00 312.09 9 1.80 146.74 157.75 296.65 10 2.00 169.68 149.26 273.96 11 2.20 141.00 138.73 270.36 12 2.40 137.41 146.23 272.86 13 2.60 140.62 135.57 261.47 14 2.80 131.41 138.12 264.10 15 3.00 132.15 128.96 254.45 16 3.20 126.68 124.28 247.20 ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 如有变动，恕不另行通知。 ) 岛津DUH-211S广泛适用于一系列硬或者软材料，因为它能使用极小的加载压力进行测试，根据压头的压痕深度（动态压痕硬度）或压痕对角线长度（维氏硬度）来测量薄膜和薄层的硬度。本试验使用DUH-211s对不同表面处理过的样品进行测试。并分析了不同处理方式存在的差异。