硼钢板试样的微观组织和硬度测试方法

为了研究冷却路径对硼钢板相变的影响，进行了考虑不同冷却速率及保温温度的热膨胀试验。热膨胀试验是研究钢材固态相变的最有效的技术手段之一。它通过实时测量试样尺寸随温度的变化来监控其相变情况。该试验所用仪器为DIL805高温相变仪。硼钢板试样的尺寸为1.4mm×5mm×10mm，其中1.4mm为硼钢板的板材厚度，10mm为沿着轧制方向切取的长度，试样通过线切割切取。将直径为0.2mm的热电偶焊接在尺寸为5mm×10mm的平面中央，记录并通过反馈控制试样的温度。

虽然不同钢厂生产的硼钢板的化学元素有一定的不同，但硼钢板总体的相变规律和趋势基本是一致的。为了全面研究从奥氏体到马氏体、贝氏体及铁素体的相变过程，根据Turetta提出的CCT图，分别选择了50K/s、10K/s和2K/s的冷却速率。试验过程中，试样以15K/s的加热速率加热到1173K，并保温5min使奥氏体组织均匀化，随后分别以50K/s、10K/s和2K/s的冷却速率降温至室温。

为了研究不同的保温温度对硼钢板相变的影响，根据马氏体、贝氏体及铁素体相变的不同温度范围选择了不同冷却速率下的多种保温温度。冷却速率为2K/s时，保温温度分别选择1073K、1023K、973K、923K和873K；冷却速率为10K/s时，保温温度分别选择1073K、973K、873K、823K、723K、623K、573K和473K；冷却速率为50K/s时，保温温度分别选择773K、673K、573K、523K和473K。全部试样均在保温温度停留5min。保温阶段完成后，试样继续以保温前的冷却速率淬火到室温（图2-11）。

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图2-11 高温拉伸历程示意图

为了确定不同冷却路径热处理后硼钢板试样的微观组织，从热膨胀试样的中部切取小试样，进行了金相及硬度试验。切取2mm×2mm的小块并使用环氧树脂镶样后，分别用500目（25μm）、1200目（10μm）和2000目（6.5μm）的砂纸进行打磨，随后分别用3μm和1μm颗粒大小的金刚石研磨膏进行抛光。用4%浓度的硝酸酒精进行腐蚀后通过Neophot30光学显微镜观察获得试样的微观组织；并用MH-3显微硬度计测量试样的维氏硬度（HV），载荷为0.2kg，在厚度方向上随机选取三个位置测量硬度，取其平均值作为最终的结果。