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6. 硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）

以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

⑵洛氏硬度（HR）

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

⑶维氏硬度（HV）

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。

1） 无扩散性——马氏体转变是非扩散性转变，因而转变过程中没有成分变化，M的含碳量和原来A的相同。

2）切变共格和表面浮凸现象——由于原子不能进行扩散，因而晶格转变只能以切变的机制进行。

3）变温形成——M只有在不断降低温度的条件下，转变才能继续进行。

4）高速长大——马氏体生长速度极快，片间相撞容易在马氏体片内产生显裂纹。

5） 转变不完全——残余奥氏体A残——MS点越高，M越多，A残越少。Ms和Mf点的温度与冷却速度无关，主要取决于含碳量与合金元素的含量。如图所示： ^[3] 

由于转变温度不同，过冷奥氏体将按不同机理转变成不同的组织（P、B、M）。转变类型主要取决于转变温度，但转变量和速度又与时间密切相关。

过冷奥氏体转变曲线——表示温度、时间、和转变量三者之间的关系曲线。

（一）过冷奥氏体等温转变曲线

过冷奥氏体等温转变曲线又叫C曲线，也称为TTT曲线。如图所示：

冷却方式：

1）等温冷却

2）连续冷却

1、等温转变曲线的建立

等温转变曲线可以用金相法、膨胀法、电阻法和热分析法等多种方法建立。

淬硬性是指钢在正常淬火条件下，所能达到的高硬度。是钢的一种工艺性能。

奥氏体中固溶的碳越多，淬硬性就越高。与合金元素没有多大关系。而淬透性与合金元素就有很大的关系。

淬硬性高的钢，其淬透性不一定高。

2、淬透性在生产中的应用

对承受动载荷的一些重要零件要选用能全部淬透的钢；如发动机连杆、弹簧等；

当零件表里性能可以不一致时（不要求淬透），选用淬透性适宜的钢即可。如齿轮；

焊接件不可选用淬透性高的钢，否则就容易在焊缝附近出现淬火组织，造成变形和裂纹；

对于淬透性好的钢，可以采用冷却速度缓慢的淬火介质。这对于复杂工件十分有利。 ^[3] 

3、热处理(Heat Treatment) - 是利用加热和冷却以改变金属物理性质的方法。热处理能改善钢的显结构，

使达到所需的物理要求。韧性，硬度 和耐磨性 是通过热处理而获得的特性中的几种。要获得这些特性，需使用热处理中的淬硬<又称淬火>,回火，退火<又称朡化>和表面淬硬等操作。

1）、淬硬(Hardening,又称淬火) - 是将金属均匀地加热至适当温度，然后迅速浸入水或油中急冷，或在空气中或冷冻区中冷却，使金属获得所需要的硬度。

2）、回火(Tempering) - 钢件淬硬后会变脆，同时由淬火急冷而引致的应力，可使钢件受到轻击而断裂。要消除脆性，可用回火处理法。回火就是将钢件重新加热至适当的温度或颜色，然后予以急冷。回火虽然使钢的硬度略为减少，但可增加钢的韧性而降低其脆性

(一)产量创历史高水平。2013年1-6月，全国累计生产粗钢3.9亿吨，同比增长7.4%，增速较2012年同期提高5.6个百分点。前6个月，粗钢日均产量215.4万吨，相当于年产粗钢7.86亿吨水平。其中，2月份达到历史高的220.8万吨，3-6月份虽有回落，但仍保持在210万吨以上较高水平。分省区看，1-6月，河北、江苏两省粗钢产量同比分别增长6.8%和13.2%，两省合计新增产量占全国2694万吨增量的42.4%，另有山西、辽宁、河南和云南等省增产也在100万吨以上。分企业类型看，1-6月，重点大中型钢铁企业粗钢产量同比增长5.5%，低于全国平均增幅2个百分点，但仍有60%的增产来自重点大中型钢铁企业。

(二)钢材价格低位运行。2013年1-6月，国内钢材市场整体表现低迷。随着粗钢产能大幅释放，市场供需陷入失衡状态，钢材价格步入下降通道，已弱势下跌4个多月。截止2013年7月26日，钢材价格指数降到100.48点，低于年初6.6点。钢铁工业协会重点统计的八个钢材品种价格比年初均有不同程度的下降，平均跌幅5.7%。分品种来看，占我国钢材产量比重较大的建筑用线材、螺纹钢价格跌幅分别达4.9%和6.7%，中厚板和热轧卷板价格跌幅分别达5.7%和9.7%。

(三)钢材出口增长较快。国内钢材市场供需失衡刺激企业出口。1-6月，我国累计出口钢材3069万吨，同比增长12.6%;进口钢材683万吨，下降1.8%，进口钢坯和钢锭32万吨，增长50%。将坯材折合粗钢，累计净出口2506万吨，同比增长17.3%，占我国粗钢产量的6.4%。从出口价格看，1-6月出口棒线材均价624.3美元/吨，同比下降18%;板材835.2美元/吨，同比下降2.8%。

(四)钢厂及社会库存高位运行。市场供需矛盾向流通领域蔓延，国内钢材库存延续上年末增长态势。到历史高的2252万吨，比上年高点增加351万吨，其中建筑钢材库存1432万吨，占库存总量的63.6%。之后，随着季节性消费增加，库存逐渐回落，7月26日降至1540万吨。市场供大于求也推高钢厂库存，3月中旬重点企业钢材库存创历史记录，达到1451万吨，同比增长29.7%，6月下旬降至1268万吨，仍比年初增长29.9%，比2012年同期增长11.4%。