0I:10.T535747.1ssnm00I053x.1955.00.009 鋼的過燒與燒毀 金相熱處理教研組 柯 俊 當一個鋼在加工時加熱的温度過高·常常引致組織的變化，使鋼在冷却後的力學性 能降低；如果温度太高，其影響甚至不能用重複的熱處理消除，使鋼遭受永八性的損 害。這稀因温度過高所引起的链化有三個階极： 1·過熱 2過燒 3.燒毁 本文扼要地叙逃道些現象、其後果及其原因。 1.過熟 當鋼被加熱到臨界點以上，奥氏體的晶粒尺废將髓着温度的婚高而加大·在恆定的 温度，這晶粒度起初隨時間婚是而加大·最後递到一個近乎下衡的尺寸。一般認篇奥氏體 晶粒在一定温度具有一定的大小是由於钢中存在着許多超期微的非金阙夾雜物，妨礙晶 粒間界的移動o控制這晶粒度的因素很多，其中最主要的是温度，适最早由HepHoB 所發現〔1]並指出其重要性·此外還有加熱的時間，（如〔2〔3]），加熱時通過阵界温度範困 的速度（如[3]〔4]〔5]），原來鋼的脱氧情况，（如C6)一〔10]），瑚的含B[如8]V〔如8]Zr C如8]Ti如8]，鋼的含氮C10]含硫〔13)[14幻量，鋼的遇期性加熱[15]，以及預先處理 C16]〔17)和加热時的氣氛C8]等o* 鋼的加熱温度過高將引致奥氏體品粒過度是大，淬火後會引起較大的變形，在同襟 的硬度時，粗品粒即過热的鋼具有較低的鞍性〔如10]〔19]，淬火時容易内裂〔如18] 〔19]·在合金粘構鋼裡，奥氏體晶粒加大也降低在淬火後的延性〔20们[21门o 由於單純地過熟，即只有奥氏體晶粒粗化，而沒有其他的變化時，奥氏體晶粒粗化 對熱處理後鋼的力學性質的影辔可以用重新加熱至臨界毁以上一次或二次的方法完全消 除〔19)〔20]，因此這種鋼材加熟的缺陷是可以補救的。 *可以參孜這方面粑钻性文章或文集，如 B.A.enne:JlernpoBaHHa KoHcTpyKYHOHHa cTanb, MeTannyprH3naT.MockBa.1953.CTp.70-90. Amer.Soc.Metals:Symposium on Austenitic Grain Size. Pittsburgh.1934. S.L.Case,K.R.Van Horn:Aluminium in Iron and Steel. Wiley:1953.pp.93-137
铜 的 遇 燎 典 烧 毁 金 相 热皮 理教研组 柯 俊 常一佃粼在加 工峙加 熟的温度遇高 , 常常 引致祖 撤的燮化 , 使翎在冷却徒 的力攀性 能降低 ; 如果温 度太高 , 其影馨甚 至不能用重俊 的熟虚理 消除 , 使锢 遭受 永 久 性 的揖 害 。 逼 撞因温度遇 高所 引起的 趋化 有三调 陪极 : 1 · 遇熟 2 . 遇烧 3 , 烧毁 本文扼要 地叙述运些现象 、 其俊果 及其原 因 。 .l 遇熟 常 翱 波加熟 到磕界黝以上 , 奥 氏艘的 击建立尺度将随着温度 的增 .高而加大 。 在.BI 定 的 温 度 , 逼晶 粒度起初随峙 简增 畏而加大 , 最徒走 到一侗近乎 平 衡的尺 寸 。 一般 韶焉奥 氏艘 晶粒在一定温度具有一定 的大小是 由淤 姻 中存在着静 多超欺微的非 金厦夹雄物 , 妨 碱晶 粒简界的移勤 “ 控 制适 晶粒度的 因素很多 , J毛中最主要的是温 度 , 运最早由 H e p H o B 所登现〔1〕稚指 出其重要性 。 此外遨有加热的 l诗 简 , (如「2 〕〔3 〕) , 加熟 峙通遇嵘界温度簌圃 的速 度 (如〔3〕〔4〕〔5〕) , 原来锢 的脱氧情况 , (如〔6〕一 〔 1 0〕) , 铜的含 B e 〔如 8〕 、 V 〔如 8〕 Z r 〔如 8〕Ti 〔如 8〕 , 锢的含氮 〔10〕含硫 〔1 3〕〔1 4〕量 , 铜 的遇期 性 加熟〔1 5〕 , 以 及预先虑理 〔1 6〕 〔1 7〕 不: r加热待的氛 氛 〔8〕等 。 苦 翎 的加 热温度遇高将 引致奥 氏艘晶粒遇度畏大 , 滓火俊 宫引起较大 的燮形 , 在 同株 的 硬度峙 , 粗 晶粒即遇热 的锢具有较低 的秘性 〔如 1 0〕〔1 9〕 , 淬火峙容易 内裂 〔如 1 8〕 〔1 9〕 “ 在合金粘裤锢 视 , 奥 氏瞪 晶粒加大也降低铜 在淬火徒的延性 〔2帕〔21 〕 。 由方全翠越地遏熟 , 即 只有奥 氏艘晶粒粗 化 , 而没有其他 的燮化峙 , 奥氏艘 晶粒粗化 野熟虑理梭锢 的力 李性臂 的影缪 可以 用重新加 热至晚界黝以上一 次或 二次 的方法完全 消 除 〔1勺 一 〔2叼 , 因 此道踵锢材加熟 的缺陷是 可以铺 救的 。 务 可以 参孜运 方面腮粘性文章 或文集 , 如 B . A . 月e n n e : 月 e r H P o B a H H a 只 K o H e T P y K 屯 H o H H a 只 e T a 月 b , M e T a n n y P r H s 八a T . M o e K s a . 19 53 . C T P . 7 0一 9 0 . Am e r . S o c . M e t a l s : S y m Po s i u m o n A u s t e n it i e G r a i n S i z e . P it t s b u r g h . 1 9 3 4 . 5 . L . C a s e , K . R . V a n H o r n : Al u m i n i u m i n I r o n a n d S t e e l . W il e y 一 : 1 95 3 . P P . 9 3一 1 3 7 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1955. 00. 009
第一輯 69 奥氏體品粒加大使依類晶粒間界形核的珠光醴型相變减锾，因此，在淬透性受珠光醴 形成速度所控制的鋼，如碳鋼，其淬透性可以因奥氏體晶粒加大而提高。* 一般地毒，過熱對貝茵瞪型轉變的影辔校小，摊然在亞其析碳鋼和低碳合金秸構鋼 裡，奥氏醴晶粒的加大使沿品粒間界析出的鐵素减少，容易產生魏氏知锻。根據本文 作者的看让和已經得到的宜驗结果指示〔22幻〔23]，這種魏氏組織的u鐵係以具茵體型 囀變的機構·即新相與母相間具有其格性（运共格性以奥氏體视的切瑟來維持）有碳擴 散的相變機構〔22一24们帝生的·常過熱减低了合金鋼中幅析的程度，使合金元素分佈 均匀的哮候·過熱可以延長貝茵體形成的孕育期25]〔26]，譬如在1.0%C,1.5%Cr的 套珠軸承鋼裡就很容易觀察到道现象o相反的·在低碳NCrM0鋼裡，高温加熱能使 具茵體的形成加快[21][25]·到遥作用的原因·前避沒有滞意的解釋。 (二)過燒 像上面已經指出的，罪純的過熱或奥氏體品粒長大的影瘿是可以用篇單的熬處理操 作、如止火，宵除的。與此相反·過烧和烧毀的现象所引致的後果是具有永久性的。 常一個鋼加熱到某-一定的温度以上·温度可以狮禽過熱温度，在奥氏體的晶粒間 界發生一一些赞化·使些區域抵抗衡缨的能力战低。如果通僩鋼在冷即之後重新加热，淬 火，然後问火，则鋼的體的觏性加强·们是沿原來奥氏體品粒間界一现在已經位置 於晶粒中間一因禽邦些睡化所引致的脆化却仍传存在·於是在衡擊翻性武验时·断裂 沿着這些照城發生，韧性降低，问時在腌性的断口中間·出现一些品粒状無光谬的断 面，有如圈5所示。进现象有郁盱波描逃禽岩石形状的斷而（如蘇聯機器製造百科全書第 七卷第一章表111,1948。中￥本1954年X1一107頁)o道些断而相常於原來的 晶粒間界。最適於生產远種现象的熱處理程序隨的成份和夹雜物分佈情况而異。一般 地薄，在過燒後從奥氏體温度範蚓油淬然後在600℃间火適於檢查合金钻構鋼的過燒 现象。碳鋼所需要的问火温度遝缺乏足夠的數據來惟薦比較確定的温度，根據已有的粘 果，200°C是合用的o〔27) 過撓後在撕面上所產生的無光澤的粒状断面的数日和尺寸都隨加熱的温度提高而增 大，有如闆1至圖5所示〔27刀。粒状断面的尺度也隨着在過燒温度以上.的温度的细時間 增加而加大，有如圆6和圖7所此的〔27〕，但是過燒的现象在過烧温度以上加热 1至5分鐘就可以發现· 產生粒狀断口的蓚奥氏醴品粒間界不能在金相切片上用普通侵蝕方法顯示，只能在 用特殊使蝕劑镶刻後才可以觑塔到。下面雨個伎蝕御在使用方法適當哮可以得到良好的 粘果〔28]： 硫硝酸混合劑：把過烧的樣品的切片磨光後在含有10%漫硫酸10%波硝酸的水 溶液裡侵触三次，每次30秒鐘。在侵触時樣品表面所產生的棕色產物應骸在再一次侵 *譬如：1.E.KOHTOPOBH4:鋼鐵熟處理·1951版中器本·北京·
第一辑 奥 氏艘晶粒加 大使依 镇品粒简界形核 的珠光艘型相燮减援 , 因此 , 在津透性受珠光髓 形成速 度所擦制 的铜 , 如碳铜 , 其淬透性可以 因奥 氏艘晶粒加 大而提高 。 劳 一般地裤 , 遏热粉 只 茵黔 型傅燮的影馨蛟 小 , 雄然 在亚共析 碳姻和 低碳合金粘椿铜 视 , 奥 氏艘晶粒的加大使沿 晶粒朋界析 出的磁素 胖减少 , 容易崖生 魏氏粗搬 。 根橡本文 作 者的看法和 已挺得到的宵脸拮果指 示 〔2 2〕 〔 2 3〕 , 运种魏氏祖 碱的 。 擞 保以 具茵黔型 搏燮 的楼橇 , 即新 相舆母相简具 有共格性 (运 共格 性以 奥氏骼 视 的切 趁来荆亡持 ) 有硝{馈 散的相燮腰磷 〔2 一 2 4〕 走 生 的 。 常遇熟减低 一 r 合 金锢 中偏 析的程 度 , 使合金元素分怖 均匀 的峙候 , 遇熟 可必延长 具 茵骼形成 的孕 育期 〔2 5〕 〔2 6〕 , 譬如 在 .1 0 % C , 1 . 5 % C r 的 流珠朝承铜 视就很容易靓察到适 现象 。 相 反 的 , 在低 碳 iN rC M o 铜 视 , 高温加热能 使 具 茵艘 的形成 加快〔2 1〕〔2 5〕 , 当运 作用 的原 因 , 日 前通没有满意 的解释 。 (二 ) 遇埃 像 _ 卜面 已叙指 出的 , 咒钝 的汲熟或奥 氏艘晶粒畏大的影粤 是 可以 用曹罩 的熟虑理操 作 、 如 正火 , 消除 的 。 舆 此 相 反 , 遇 烧和烧 毁的现象所 引致的援果 是具 有永 久性 的 。 常 一锢铜 加热到某 一定 的温度以 ! : , 运温度可 以 桥 焉遇热温 度 , 在奥 氏牌 的 晶粒简 界癸生 一些燮化 , 使运 些医域抵抗 断裂 的能力 诚低 。 如 梁运 佃锢 在冷却 之 援重新 加熟 , 淬 火 , 然援回 火 , lHJ 锢 的从艘的柳性 加强 , 丁吐是 沿原来奥 氏艘 晶粒简 界 - 一 现 在已挺 位 置 淤晶粒中简 一 因焉 那些妙 化 所引致的脆化 却仍哲存 在 , ’J,t 是 在衡粱鞭性贰喘峙 , 断裂 沿着运 些遴域砖生 , 勒 性降 低 , 同 }啼在褪性 的断 口 中简 , 出现一些 晶粒状然光泽的断 面 , 有如圈 5 听示 。 运现象有峙 被描述焉岩石形 状的断而 (如赫脚腰 器裂造 百科 全害 第 七卷第 一 [ 一 章表 1 1 1 , 1 9 4 8 0 r l , 言翠本 1 9 5 4 年 X l一 1 0 7 真 ) 。 运 些断而 相 常岭原来 的 晶粒简 界 。 最迪 价生魔达 林现 象的熟虑 理程序随铜 的成份和夹 排物 分怖 情 况而具 。 一般 地簿 , 在遇烧徒捉奥 氏艘温度鲍困 油淬然俊在 6 0 0℃ 回 火迪 价榆 杏 合金 粘 磷铜 的遇烧 现象 。 碳锢 所需要的 h[] 火温 度撇缺乏足 钩 的数挨来推 蔫比 较榷定 的温度 , 根 墟 已 有的粘 果 , 2 0 了C 是合用的 。 〔2 7〕 遇烧援在断面 上 所彦生 的姆光 深 的粒状晰 面 的数 口 和尺寸 都随加热的温度提高而增 大 , 有如 圆 1 至 圈 5 所示 〔2 7〕 。 粒状断而 的尺度也随着 在遇烧温度以土 的温度 的峙 简 增加而加大 , 有如圆 6 和 圆 7 所比校的 〔2 7〕 , 但是遇镌的 现象在遏饶温 度 以 上 加 热 1 至 5 分踵就 可以 登现 。 崖生拉状断 口 的誓 奥 氏艘 品粒简界不能 在金相切 片土 用普通侵触方法瓤 示 , 只能 在 用特殊侵触例簇刻 徒才 可以 觑察到 。 一 「而雨 侗佼他 翻在 使用方 法迪常峙 可以得到 良好 的 粘果 〔2 8〕 : 硫稍酸混合蒯 ` 把 遇烧的慌 品的切片磨光俊在含 有 10 外 没硫 酸 10 % 波硝酸的水 溶液视侵触 三次 , 每次 30 秒遗 。 在侵触 yjI 株品表面 所 . 1董生 的棕色彦物瞧敲 在再一次侵 爷 譬如 ; H . E . K o H T o Po B H H : 锢域热虚理 · 1 95 1 版中萍本 · 北京 ·
70 鋼院學報 触前在清水中用棉花措去。最後將樣品稍微磨光。這個方法可以在過燒後直接淬火的樣 品上使用，也可以在重新淬火後回火的樣品上使用。道种试劑所憩示的組織是在發生越 化的原奥氏醴晶粒間界（相當於断口上產生粒状断面的地方）出现一一系列的陷班，有如 圖8所示· 硝酸銨试剂27]〔28]：用這種方法，將過燒的樣品的片磨光後在飽和的硝酸 铵水溶液中電解侵触3分鐘，所用電流密度飚禽1.0安/厘米2。用這方让觑察的樣品必 須經過適常的熟處理；能給予良好的断面檢查條件的熱處理一從奥氏體狀態油淬後重 新回火一小時，合金纲回火温度篇600”，碳鋼篇200C一也在使触檢查時給予良好 的钻果。侵触所得到的粘果在明場觑察時有如圆9所示，原來發生镂化的奥氏體晶粒間 界表現禽未被侵触的網状組織· 經過過燒的钢，其延性及衝蟹觐性都期著地降低氵雠然其抗張强度只有在嚴重的過 燒後才下降o表1是一個0.17%C,4.06%Ni,1.23%Cr,0.33%Mo,0.40%Mn,0.019%S鋼 在不同温度過燒後經過830°及760°C(仔受小時)雙重油淬以後，在180°C回火3小時 以後的力學性能[29)。 表1，Ni-Cr-Mo鋼在過燒後的力學性能 〔29) 過烧的 抗張强度 延伸率% 断面收縮 艾氏衝擊 布乐硬度 温度℃ Kg/mm2 5cm武檬 率% 颗性值备 Kg/mm? 呎一磅 未過燒 145.7 14.6 55.6 43.6 415 1300 145.8 14.3 52.3 41.6 419 1350 144.4 12.0 46.3 36.0 411 1400 1425 3.0 8.0 21.5 437 0.45时直徑图形武棒，45°缺口 過燒對细的疲劳强度也有影響，有如表2所示〔29)。這是一個碱性電媚鋼，舍有 0.14%C,5.0%Ni,0.27%Cr,0.14%Mo,0.30%Mn,0.031%S在過燒後空洽，然後在 860°C及760°C(各1小時)雙重油淬火後經過回火。 表25%Ni鋼在過燒後的力摩性能 〔29] 過烧的温度 屈服强度抗張强度延伸率%断面收稻艾氏街擊 布氏硬废 疲勞强度* 疲劳比 Kg/mm2 Kg/mm?5cm武接 率% 翻性* Kg/mm? Kg/mm? 呎一磅 未趟烧 119.7 122.2 16.0 55.0 51.3 341 35.3 45.5 1200℃ 118.8 121.3 15.5 53.0 50.0 341 33.0 42.8 1300C 122.8 124.7 13.0 47.0 41.0 341 35.1 44.3 1400℃ 121.6 125.7 12.0 40.0 37.6 341 32.3 40.4 *075叶圆形武棒，45°铁口. *107遗次返復磨力.不均恋力一0
锵院 鬃 报 蚀 前在 清 水中用 保 花揩 去 。 最俊将檬 品稍微磨光 。 运 倘 方 法 可以 在遇烧俊直接淬火 的檬 品上使 用 , 也 可以 在重新 淬火 俊回 火的檬品上使用 。 道 林贰例 所秀鱿l示 的祖械是在登 生夔 化 的原 奥氏艘晶 拉简界 (相赏放断 !〕 上崖生 粒状断面 的地方) 出现一系 列 的陷班 , 有如 圆 8 所示 。 稍酸敛试例〔 27 〕 〔2 8 〕 : 用运覆方法 , 舫遇烧 的株品 的切 片磨光 援在鲍和 的 稍酸 按水溶液中霭解侵触 3 分筵 , 所用霓流密 度瞧 焉 1 · O 安 /厘米 2 。 用运方法靓察 的檬品 必 填铿遏迪 赏的熟虑理 ; 能抬予 良好的断而榆查倏件的热典理 一 徙 奥 氏艘状怨油淬俊重 新 回火一小峙 , 合金锢 回 火温度焉 6 0 0 。 , 碳翎焉 2 0 01, C 一 也在侵散掀查峙抬于良好 的桔果 。 侵触所得到 的桔果 在 明塌习貌察峙有如圆 9 所示 , 原来 聆生燮化 的奥 氏骼 晶粒简 界表现焉未被侵敛 的栩状粗搬 。 握遇遇烧的铜 , 韭霎延性及衡攀勒性 都撇 著地降低 ; 维然其抗张强度只 有在 蔗重的遇 烧俊才 一 f 降 o 表 l 是一f固o · 1 7 兴C , 4 · 0 6 外N i , 1 . 2 3 多C r , 0 . 3 3 兴Mo , o · 4 0 并M n , 0 . 0 1 9 务S姻 在 不同温度遇烧徒铿遇 83 0 及 76 o0 C (各墙小峙) 赞重油淬以 筱 , 在 1 8 0o C 回火 3 小 le 以徒的 力攀性 能 〔2 9〕 。 表 1 . N i 一 C r 一 M 。 翎在遇烧援 的力举性 能 〔2 9〕 遇烧的 温度 。 C 抗 强强 度 Kg /m m Z 延 伸李拓 5 c m 献檬 断 面收 精 率% 艾 氏 街擎 勒性 值 芳 叭一磅 布 氏硬 度 K g /m m Z - qJ 滩JI 钊4141 …6 1 413643 4 5 . 7 1 4 5 . 8 1 4 4 . 4 1 4 2 . 5 爷 1 4 . 6 5 5 . 6 1 4 . 3 5 2 . 3 4 2 . `) 4 6 . 3 3 . 0 8 . 0 0 . 4 5 时 霞铿 圆形 款棒 , 4 5 。 缺 口 . 2 1 . 5 4 3 7 遇烧粉锢的疲 劳强 度也 有影馨 , 有如表 2 所示 〔2 9〕 。 运是一侗碱性雷 燎锢 , 含有 0 . 1 4 务C , 5 . 0 外N i , 0 . 2 7 % C r , 0 . 1 4 % M o , 0 . 3 0 务M n , 0 . 0 3 1 多S 在遇烧俊空 冷 , 然梭在 8 6 0 C 及 7 6 0o C (各 1 小峙) 赞重油 淬火俊铿遇回 火 。 表 2 5 弄 iN 锢 在 遇烧徒的力翠性能 〔29 〕 遏 烧的 沮度 屈 服 强度 抗 强 强度 延 伸率% 断 面 收箱 Kg / m m Z K g /m m Z s e m 歌俊 李 % 布 氏硬 度 K g /m m Z 疲 劳强度 * 疲劳比 K g /m m Z 5 门0j 月, 5幻5340 34 骆35肠2 45240 1 1 9 . 7 1 1 8 . 8 1 2 2 . 8 1 2 1 6 1 2 2 . 2 1 2 1 . 3 1 2 4 . 7 1 2 5 . 7 * * * 1 6 . 0 1 5 . 5 1 3 . 0 1 2 . 0 艾 氏 衡擎 勒性 * 叭一 磅 5 1 . 3 5 0 . 0 4 1 . 0 3 7 . 6 0夕 5 时圆 形献 棒 , 4 5 0 缺 口 . 10 7 通次返 夜磨 力 . 平 均磨 力= 0
第一輯 71 花第二次世界大戰時，在詐多資本主義國家理·零件锻造時的過燒會引致飛機引擎 機件的損壞。 在加熟温度超過一定温度的昨候，鋼會在適常處理後出現上面所說的過燒現象，逼 温度料爲過燒温度。過燒温度随鋼而異；即使是阔一個鋼種，不同嬗號的鋼也有不同的 過燒温度。過燒温度一般都在1200°C以上.。目前的有限的數據指示，過燒温度隨含碳 量增加而降低。 過燒温度與鋼中的非金屬夾雜今量有密切的關係27]；非金夾難物含量愈低·過 燒温度愈低，因此在給定的加熟温度，過燒的程度也愈大·由於這個原因，E坡 鋼常较平爐鋼具有較低的過燒温度o Preece〔27]和他的合作者研究了30桶E城鋼和 23種平醒鋼的過燒温度；在電城鋼裡，過燒温度在1350°以下者佔93为·其中大部份 在1250°一1300℃之間；而任平嫩鋼中，過烧温度在1350℃以上者什83%，在1350℃ ” 以下的只估17%·過燒温度可以用很高或很低的速度從加熱温度冶却到過熱温度以下來 提高〔20]〔30了·它也受武喇的靈敏性的影響，警如用硫硝酸弑劑所测定：的過烧温度較用 硝酸安武潮或根據新面情况所测定的稍高。因此過燒温度必須在給定的檢驗情况下比 較，包括侵触和再磨光的操作方法。 在目前，只有以下雨個方法可以恢復一個過燒的鋼的性質： (1)將過燒的鋼加热到原來過烧的温度，然後以很低的治却速度通過引思過燒的 温度範園C20]〔27]o遥安全治却速度隨鋼而異，在一些含硫0.015一0.010%，含錳 0.45一0.6%的NiCrMo合金鋼裡，每分鐘3℃的冷却速度可以避免過燒[27]o (2)將過燒的鲷重復地加熱到高温；從原來過燒的温度起，冷却後重新加熟至钓 低於100一150℃的温度，如此重復至加熟温度降低到正常温度篇止〔29][31]o 缎造可以改逃過燒绸的性能〔19]，但只有在毁造比相常高時才能消除大部份的過 燒影響。重復地正火也可以改進過燒的鋼的性質，但只有在過燒程度不高，正火在5一 8次時，才能有劾0 過燒的原因從現象的發現思鄹過多方面研究一直到1948還未了解，主要困難在於引 致現象的镂化非常微細，不能在赠光的切片上靓察到，只有當用强酸侵触，加大了被影缨 過燒的範園，才可以用金相方法觑察·但是如果将過燒的鋼在發生链化的奥氏體晶粒間界 沒有被破壤之前，即在第二次淬火之前·用適當的方法〔20]將鋼沿奥氏體晶粒間界剖開， 可以觀察到當加熟温度沒有超過過燒温度·或者使用的鋼保由光譜分析用純度的鐵碳製 成，合硫量不超過0001%時，奥氏體的晶粒表面是潔淨的；但是在過燒以後·令硫錳 的鋼裡的品粒表面就出現了許多微小的硫化锰夾雜物，逼些夾雜難物具有规則的晶體外 形，它們只可能在沿品粒間界剖開後在品粒的表面上舰察到，而不能在磨光或侵触後的 金相切片上發現o圖10是一個高弼绷(0.85%C,0.0279S,0.64%Mn)一過燒温度 1300°℃一加熱到1325C之後，在温度篇950℃的嬗中冷到950℃後再水治後所 得到的晶粒表面情况·應該着重指出圆10不是一一般的金相切片的相片；普通切片中
第 一斡 在 第 二次世界大戟特 , 在 静多脊本主羡圃家理 , 零件锻造峙 的遇烧曾 引致聚楼引擎 楼件 的损壤 。 在 加熟温度超遏一定温 度的峙候 , 锢 愈在遭常虑理徒 出现上 面 所戎 的遏镌现象 , 运 温度解焉遇烧温 度 。 遇镌温 度随 锢而具 ; 即 使是同 一侗锢 柿 , 不同 媲镜 的锢也 有 不同 的 遇镌温度 。 遇镌温度一般都在 1 20 o0 C 以 _ L 。 目前的有限 的数檬指 示 , 遏镌温度随含碳 量增加而降低 。 遇说温度舆 期 中的非金属夹排含量有密 切 的阴保〔2 7〕 ; 非金 碍夹挑物含量愈低 , 遇 燎温 度愈低 , 因 此在拾定 的加热温 度 , 遇 烧 的 程 度 也 愈 大 。 由 淤 逼 侗 原 因 , 甩 旅 姻常较平媲翎具 有较低 的遇烧温度 。 P r e e c e 〔2 7〕 和 池 的合作者研究 一 r 3 0 禅甩煊锢和 2 3 踵平 煊姻 的遇烧温 度 ; 在雷 煽锢视 , 遇镌温度在 1 3 5 0 以 下者估 9 3 公 , J妙卜大部份 在 1 2 5 0 0一 1 3 0 0 0 C 之简 : 而在平 燎锢 中 , 遇镜 温度在 13 5 0 0 C以 土者估 8 3 务 , 在 1 3 5 0 0 C 以 一「的只 估 17 劣 。 遇烧温度可 以用很高或很低 的速度捉加热温度冷却到 遇热温度以 下来 提高〔2 0二〔3 0二 。 它 也受 献蒯 的垂敏性 的影馨 , 譬如用硫稍酸贰蒯所侧定 的遇燎温度妙用 稍酸鞍贰侧 或根镶断面 情况所测定 的稍 高 。 因此遇烧温度必须 在拾定 的掀输 情 况 一 「比 较 , 包括侵触和再磨光 的操作 方 法 。 在 目 前 , 只有以 下雨 佃 方 法可以 恢腹一 锢遇续 的锢 的性 贯 : ( l) 将遇镌的锢加熟到 原来 遇烧的温度 , 然援以很低 的冷却速 度通遇 引起遇烧 的 温度簌圈〔2因 〔2 7二 “ 运安 全冷 却速 度随姻而具 , 在 一些含硫 0 · 0 巧一o · 0 10 界 , 含锰 0 . 45 一 0 . 6 弧 的 NI C r M o 燎合 金锢视 , 每 分 遗 3 O C 的冷却速度 可以 避免遇烧〔2 7二 。 ( 2 ) 将遇镌的锢重腹地加熟到 高温 ; 捉原来遇镌的温度 起 , 冷 却援重新 加熟至钓 低鹅 1 0 0一 1 5 o0 C 的温度 , 如 此重倪至加 热温 度降低 到 正常温度焉 一 止 〔2 9〕 〔31 〕 。 锻造可 以改 淮 遏续铜 的性能 〔1 9〕 , 但只 有在锻造比 相常 高l寺 才能消除 大部份 的遇 烧影馨 。 重涅地 正 火也 可似 改巡遇烧 的姻 的性 臀 , 但只有在遏携程 度不高 , _ 正火在 5 一 8 次峙 , 才能 有勃 。 遏烧的原因徒 现象的鳌现起挺 遏多 方而 研究 一有到 1 9 4 8遗未了解 · 主要困蒸 在龄引 致现象的遂化非 常微糊 , 不能 在磨光 的切 片上截察到 , 只有常用 强酸侵触 , 加大 一 r 被影馨 遏烧的粒圈 , 才 可以用 金相方法觑察。 但是如 果舫遇镌的报在聆生艇 化 的奥 氏艘晶粒简界 没有被 破壤之 前 , 即在第 二次 滓火 之 前 , 用通 赏的方法 〔2 0〕将锢 沿奥 氏艘晶粒简 界剖 朋 , 可以溉察到 常加熟温度没有超遇遇烧温度 , 或者 使用 的翎保 由光 谱 分析用 钝度 的戴 砖裂 成 , 含硫量不超 遇 0 . 0 01 牙 l序 , 奥 氏艘 的晶粒表而是深泽的 ; 但是在遇 烧以筱 , 含硫鱿 的锢 视的 晶粒表而 就 出现 一 r 静 多微小 的硫化猛夹雄物 , 运些夹排物具有规则 的 晶艘外 形 , 它 们 只 可能 在沿晶粒简界剖 阴徒在晶粒 的表面 _ 卜极察 到 , 而不能 在磨光或侵触筱的 金相切 片上聆现 。 圈 10 是 一佃 高硝锢 ( .0 8 5 买C , .0 0 2 7 乡S , 0 . 6 4 弧M n) 一 遇 烧温度 1 3 0 0 0 C 一 加熟到 1 3 2 5 o C 之徒 , 在温度焉 9 5 0 o C 的推魂 · 冷却到 9 5 0 0 C 梭再水冷梭所 得到 的晶粒表 面情况 “ 瞧敲着重指出圆 10 不是一般的金相切 片的相片 ; 普 通 切 片 中
72 钢院擊報 觀察的晶粒間界相常於圆10和一個截面相交的殺。實驗和其也的舰察肯定地發明适圖 裡的沉酸發生在從加熱温度冷却（到950°℃.）的過程中·金相的方法检定道些沉殿篇 MnS,i同樣的沉酸：也在從光譜分析用純度的材料製備的Fe-C一Mn-S合金中觑察到o在 品粒表面的MS沉澱隨過燒的温度提高而數日加多、颗粒加大，一直到另一种相常於燒 毁的現象出現（見下）oMS固熊沉殿的现象在上而所說圆10所用的细裡發生在過燒到 1300'一1350℃，的慌品裡o根據在詐多裡研究的粘果，Ko及Hanson钻論過燒现象是由 於硫化錳在晶粒間界沉致的钻果·根據這個理論，硫化锰在奥氏體裡的溶解度隨温度提 高而增加，常鋼在從過燒的温度冷却時，硫化锰將重新沉酸在殘留的硫化物和奥氏瞪的 晶粒間界，未被溶解的硫化锰愈少（即硫化物夾難物愈少，如爐鋼）沉酸在品粒間界 的硫化锰也愈多，過燒現象也愈期著·這些晶粒間界的彎度很小，近於面，因此在沉 酸有硫化物後，抵抗断裂的能力就很小，又因禽硫化锰的沉毅發生在1200C.以上， 其分佈不可能用普通熱處理的加熱温度來變更，因此在熱處理後，仍舊會沿着這些具有 沉愛的牛面断裂，引致粒状断面，降低韧性。 在鐵硫合金裡，硫在奥氏體裡的溶解度隨温度的升高而增加o根據最近的F一S相 圆和数據，硫在鐵裡的溶解度如下： 900°C(鐵) 0.020士0.002% 940C(r鐵) 0.008士0.001% 1000C(r鐵) 0.013士0.003% 1200C(Y鐵) 0.031士0.005% 1350C(織) 0.058士0.01% 1400C(u蟙) 0.16t0.01% 在F一C一Mn一S合金裡，硫的溶獬度要小得多；雠然還缺乏谁確的测定，從上 面的數據可以推測，在含锰的奥氏體理，硫的溶解度也是随温度增加的。 這一個推論從硫化錳在奥氏體的{100}年面上發生魏氏粗織的沉殿得到强有力的 肯定的證明。 這現象首先由Wheeler及Kondic31]所發現·由本文作者加以檢定並予以正確 的詮釋。在有些绸裡，當過燒的温度皎高，溶解的硫化錳較多，在治却除了上面已 提到的雨個沉酸地：之外，還在{100}平而上沉殿·运些沉殿可以用非常仔細的金相 技觑察[21]，也可以用2%HS0,(圖11)或硝筱跟穆製削（阁12）警來觀察。這現 象進一步證明硫化錳的溶解和沉發都發生在固態·這些魏氏粗織沉酸使鋼在淬火後的 教性延性非常之低，断口也與一般過燒或燒毀的鋼不同，如圆13及圆14所比較的。* (三)燒毁 常一個鋼在锻造時加熱到更高的温度，譬如在上而提到的0.85%C鋼裡，加熱到 1350℃，以上.，引致另一個現象一燒毁，使鋼任熟加工時熱脆，在洽却後镂脆o這種缺
姻 院攀辍 概察的晶粒简 界相 常砖圆 1 和一 佃截面 相 交的钱 0 “ 膏输 和其 也 的靓察 肯定 地澄明 适 圈 视的沉溅聆 生 在捉加熟温度冷却 ( 到 C 95 0 o . 的遇程 ) `卜 “ 金相的方法偷定运 些 沉 酸 焉 M n S , 同 栈的 沉溅也 在促光 谱 分析 用 钝度的材料裂愉 的 eF -C 一M n 一S 合金 中极察到 “ 在 晶粒表而 的 M n S 沉激随遇烧的温度提高而数 目 加多 、 颗粒加大 , 一 道到 另一种相常协烧 毁 的现 象出现 (晃 一 c)I 0 M n S 固 悲沉溅 的现象了〔 _ E 而所况 圈 10 所用 的铜视 叠生在遇烧到 1 3 0 一 1 3 5 0 ℃ , 的漾 品视 。 根慷 住舒 多铜 视 研究 的粘果 , oK 及 aH ls on 粘输遇烧现象是 由 方全硫化锰 在 晶杜简 界沉溅的粘 果 “ 根檬运佃理 流 , 硫化锰在奥 氏艘视 的溶解 度随温度提 高而增加 , 常铜 在促 遏烧的温度冷却!诗 , 硫化锰将重新 沉溅在残留 的硫化物和 奥 氏艘 的 晶粒简界 , 未被溶解 的硫 化锰愈少 (即 硫化物夹 瓢物愈少 , 如霭 坡铜 ) 沉 殴在 品粒简界 的硫化锰也愈多 , 遇烧现象也 愈瓤著 。 运些 晶粒 简界 的臀度很 小 , 近放平而 , 因 此在沉 溅有硫 化物徒 , 抵抗断 裂的能 力 就很小 , 又因焉硫化猛 的沉嗽聆生在 1 Z 0 0 0 C . 以 上 , 其分怖 不 可能 用普 通熟虑理 的加熟温度来燮更 , 因此在热虑理 徒 , 仍誓 含沿着逼些具有 沉狱的平面 卿了裂 , 引致检 状断面 , 降低勒 性 。 在嫩硫合金程 , 硫 在奥氏艘理的溶 解度随温度的升高而增加 。 根碟最近的 eF 一S 相 圈和数檬 , 硫在戴视 的溶解 度如 一 「 : g 0 0 0 C ( u 绒 ) 0 . 0 2 0 士 0 . 0 0 2 务 9 4 0 0 C ( z傲 ) 0 . 0 0 8 士 0 . 0 0 1务 I 0 0 0 o C ( r戴 ) 0 . 0 1 3士 O · 0 0 3 外 1 2 0 0 o C ( z嫩) 0 . 0 3 1士 o · 0 0 5 多 1 3 5 0 o C ( z滋 ) O · 0 5 8 士 0 · 0 1 多 1 4 0 0 “ C ( a 擞) 0 . 1 6 士 0 · 0 1 多 在 eF 一 C一M n 一 S 合金视 , 硫的溶解 度要小 得 多 ; 雄 然遨缺 乏淮榷 的测 定 , 徒 上 面 的徽镶 可以推 侧 , 在含鱿 的奥 氏骼视 , 硫的溶解 度也 是随温度增加 的 。 运一调推流 促硫 化锰在奥 氏艘 的 { 10 0 } 平 而 _ L赞生 魏氏粗戳的 沉殿 得到强 有力 的 肯定 的澄 明 。 运现象 一 改先 由 W he e et r 及 K o dn ic 〔3 门 所聆现 · 由本文作 者加 以核定韭予 以 一 正催 的茬释 。 在 有些锢视 , 常遇烧的温 度蛟 高 , 溶解 的硫化稣较多 , 在 冷却畴 除 一 r 上面 已挺 提到的雨锢 沉瞰地黝之外 , 遨在 { 1 0 0 } 之卜而 _ L沉戮 , 运 些沉殿 可以 用 非常仔釉的针目 技锅极察〔2 1〕 , 也可 以 用 2 % H : 5 0 、 (圆 1 1) 或稍伪变银谬裂酬 (圈 1 2 ) 关 来狈察 。 运现 象淮一步橙 明硫化锰的溶解和 沉溅都聆 生在 固 悲 。 运 些魏 氏粗辙 沉溅使锢在 淬 火 筱 的 勒性延性非 常 之低 , 断 「l也舆一般遇烧或 烧毁 的铜 不 同 , 如 圆 13 及圆 14 所J七蛟 的 。 爷 釜 (三 ) 揍 毁 常一 佃锢在锻造峙加热到更 高的温度 , 譬如 在 _ L而 提到 的 .0 8 5 界C 锢视 , 加熟到 1 35 印 C . 似 _卜 引致另一 佃 现象 一 炔毁 , 使锢 在热加 工峙熟脆 , 在 冷却援缝脆 “ 运覆缺
第一静 73 陷只有在捐壞程度不太最重時，在高温長时間退火後·過度鍛造，可以補救。 一個燒毁的鋼在用硝酸酒精溶液侵触時，原奥氏體晶粒間界的耐触性較好，在明視 場觀茶時，表现禽未受侵触的钢狀組辙，如圖15。用苦味酸酒精溶液使触导所得到 的粘果正好相反·用硫硝酸或硝酸铵试唰侵蝕時所赖示的组織.也和在過燒的鋼裡所得到 的相反，如圆16及17o 在燒毁的鋼裡，可以觑察到沿着奥氏醴晶粒間界不任着一系列的(MnF)S火離 物（图18）·如果利用研究過烧哮所用的技將燒毁的鋼沿奥氏體品粒間界剖開，則相 當於這些(MnF)S颗粒，實任存在在晶粒間界的是兩问的兵品钼織C20],禽阙19；這 共晶組織產生在從加熱温度冷划的特皎·其-一码组元是阁小看到的(FMn)S，另一 個诅元是盛，已經沉殿到背境的奥氏體品粒上·產生境毁现象的温度递皎同檬仓碳量但 是不含硫的鐵破合金（即-一般F-C相所示）的固相棧温度禽低，钓差60℃〔20]o 在晶粒間界產生液慢一造液體是现在治动後听觀杂到的其晶组能·定铡在高温 和治却後的延性，抗法强度疲勞强度和锻性祁降低得很多，無法恢夜·常加熟的温发過 高，醬如加热腿中火焰直接接阚到鋼材，烧毀程度很深·品粒間界尔在着很多的液體 時，鋼材可以在锻造导完全瓦解，產生粗粒状的衡」。 應該指出，存在在奥氏體晶粒間界的液體亚不一定是迎贺的液禮膜。在烧毁的鋼裡， 晶粒表面所觀察到的共品織總是一采-一朵的（如圆20)。此外.，在英空中在高温進 行熟拉力试驗粘果，即更在递高於固相筏的温度，绱材仍县有很高的延性，如3所示 〔33」。這與在绍的合金裡所得到的辖果相反，在铭合金種，當温度超遍固相籁导·热 抗我减验的楼品：本上是完全脆性的[34」〔35」。在這些合金，在固相钱上不逆的温 度避然也具有一些延性，但是非带微小（約3）·像楊立洲〔36]指出的，适可能是由 於液體能承受沒有切憾力的與液體年面垂直的跟遮力的结果·這些結果指示在鋼裡今有 硫鳞的液體和鐵具有檬一种面隙派力，它不完全沾濕奥氏證品粒間界以致有些地品保 存着固態聯系，支持晦力，使」形成的液惜破墩」連繽性，得到相當高的延性。 *將5克明琴溶解在15厘米3甘油和20厘米3水的混合液内，加熱，加人2厘 米3硫酸（此重1.84）及1厘米3含有0.2克AgN0,的水溶液o將上頊溶圈在20 一25°C渗在磨光襟品表面，鋼中硫化物被使蚀後在膠中留志黑微·如圆12。 *道兩套是立體的断面組織照像，可以用立體筑觀察，也可以用紙在常小隔 開，然後在距離钓25厘米的地方用肉眼舰察，每只眼只觑察相應的-一張相 片，在5一10秒後就得到立體的印象·
第一翰 陷只 有在揖壤 程度不太服重峙 , 在 高谧畏峙 简退火筱 , 遇度缎造 , 才 可以捕救 。 一佃 烧毁的铜 在用稍酸酒精浓液 侵蚀峙 , 原奥 氏艘 晶粒简界 的耐蚀性蛟 好 , 在 l)P 视 踢极察峙 , 表现焉未受 侵敛的糊状 祖撇 , 如圆 15 。 用苦 味酸酒精溶 液侵 颤 峙 所 得 到 的桔果正好相 反 。 用硫稍酸或硝酸按贰喇佼蚀 峙所顽 示 的祖撇也和 在遇烧的铜视 所得到 的相反 , 如圆 16 及 1 7 。 在 烧毁 的翎理 , 可以 觑察到沿 着 奥 氏艘晶粒阴 界 存在着 一系列 的 ( M n eF ) S 夹难 物 (圆 15) 。 如果利用 研究遇炔“制沂用 的技衡舫婉毁的铜 沿奥 民僻晶 粒简 界剖 阴 , 别 相 赏放逅些 ( M n eF ) S 颗拉 , 宵 在存 在在 晶粒简 界的是 雨 向的共 品姐搬口2 0〕 , 焉圆 1 ;9 运 共品拟撇崖生 在 捉加热温度冷 一 却的峙 候 , 其 `卜一侗 胜元 是圈 中看到 的 ( eF M l) S , 另 一 调 皿元是磁 , 已 ` 耗沉溅到背境 的奥 氏艘晶粒」: 。 崖生 烧 毁现象的温 度遗校 同 搽含 碳量但 是 不含硫 的 嫩碳合金 (即 一般 eF 一 C 相 igl 听 示) 的固相 拔温 度肩 低 , 拘 差 6 0℃ 〔2 伪 。 在 晶粒 简界盗生液艘 一 运 液艘表砚在冷 . 动俊所概察到 的共 晶饥袱 f游附翻汤盈 和冷 却筱的延性 , 抗呀娜虽度疲劳强 度和 勒性 都降低得很多 , 然法恢有夏。 常加热的温 . 度遇 高 , 臀如加热艇中 火焰 谊接接明 到姻材 , 炔毁程 度很深 , ; ;石粒周界存 在着很多 的液艘 吟 , 铜 材 可以 在毅造待 完 全瓦 解 , 崖生粗粒状 的断 1 。 准孩指 出 , 存 n三在奥 氏艘晶粒 阴界 的液艘旅不 一定是 速祯的液 艘膜 。 在烧毁 的铜视 , 晶粉表而 所概察到 的共 品扭撇耙是 一朵一朵 的 ( 如 圈 2 0 ) 。 此外 , 在员空 中在 , ;爷温巡 行熟拉 力 贰输粘果 , 即 更扛遗 高放 固 相技 的温 度 , 姻 材 仍工L有很 高的延性 , 如表 3 所示 〔3 3〕 。 运 舆 在洛矽合 金程 所得到 的粘 果相 反 , 不价吕合 金视 , 常温 度超遇固 相拔l1Y , 热 抗张贰输的慌 品旅 本上是完 全脆性 的 〔3 4 」〔3 5 」 。 在运 些合 金 , 在固相 技 _ L不速的温 度雄簇也 具有一些延性 , 妈是非 常微小 (钓 3 分) , 像极立洲 〔3 6 〕指 出的 , 运 可能是由 放液蹬能承受 没有切憋 力的舆液艘平而垂 流 的张慈 力的拈果 , 运 些桔 果 指 示在铜视合有 硫嶙 的液艘和 域具 有邓慌 一种(亩除 张 力 , ` 乞不完 全 沽藻奥 氏艘 品粒 简 界似 致有些 地医保 存着固想珊系 , 支持憋 力 , 使 已形成 的液艘破壤丁 连疲性 , 得到相常 .佰的延 性 。 芳 将 5 克明瞪溶解 在 1 5 )呕米3 一 U 一 汕和 2 0 顾米 ” 水 的祝合液 内 , 加热 , 加 人 2 力匡 米 3硫酸 (比重 1 . 84 ) 及 1J 屯米 3 含有 0 . 2 克 A g N O J 的水溶液 “ 将 一 L项溶瞪在 20 一 25 ” C 途 在磨光桂 品表而 , 铜 中硫化物 被侵蚀俊在谬中留蕊黑撇 , 如圆 12 。 ” 运 雨 套是 立艘的断而 祖撤照像 , 可以 用立艘镜觑察 , 也 可以 用抵在常 ` l _ 1隔 阴 , 然俊在距 雕钓 2 5 厘米的地方 用 肉眼觑察 , 每只 眼只 概察相瞧 的一张相 片 , 在 5一 1 0 秒俊就 得到立艘 的印象
74 明院华報 表3.0.85%C鋼在高温的力學性質〔33) 高温拉力武驗温度 抗叛强度 伸長 斯面收稻南 0C. Kg/mm2 96 9% 955°C 7.40 77 99 1302°C. 2.6S 76 100 1351C. 1.90 100 100 1388C. 1.57 77 88 1397C. 1.42 24 58 利用光譜分析用純度的原料在真空中熔製的鐵碳合金和鐵甜錳合金進行的研究[20] 澄明：不仓硫的合金不能在固相筏温度以下燒毁，即使加熱到固相钱以上，在治即後只在 晶粒間界產生一些孔隙，並不能舰察到任何兵品的存在o使用不含曦的F一C一Mn一S 合金和不舍硫的F一C一P合金的高温加熱研究指示燒毁時在相常於Fe一C合金的固相 殺以下產生液瞪然後在冷却後產生共品粗辙是與硫的尔在有密切關保，而在燒毀的细裡 沿奥氏體品粒間界表現的特徵侵蝕钻果（硝酸侵触時爲白色網状，硝酸铵侵触時禽暗色 網狀·圆15及17)是由於璘的存任興硫無關· 鋼在燒毀時所發生的現象可以用如下的理論來解釋〔20]。當钢加熟到過燒温度以 上·硫化錳局部溶解到奥氏體裡，降低了鋼的固相綾温度·因此在温度還沒有到谨相常 碳合量的F一C合金的固相殺乨度('0.8%C的钢約差60C)巳經進入了固相液相區， 在奥氏體晶粒間界產生了液體·在过液體裡將發生合金元素、包括硫和石毒的偏聚·液體 的量將隨温度的升高而增加。當這燒毁的钢在普通速度冷却時：由於硫囌在奥氏橙裡擴散 速度非常之低，不可能完全重新分佈，在這液體一直冷却到共晶温度·這時(FMn)S與奥 氏體在1000C左右成共品析出，璘則溶解在析出的奥氏醴程，存在於奥氏磴晶粒間界， 用冷却速度不太高，璘將繼嶺向晶粒中心擴散，因此，像實驗所觀察到的〔20]境毁的 纲裡奥氏體品粒間界的侵蝕特徵區域與從高温冷却速度有關，冷却速度您高，這區域也 愈窄愈洁晰· 憊骸指出，绷的過燒和燒毀現象是與第化無關的o Jominy[37]Preece及其合作者 〔27]都绀得到结論這些现象與城氣沒有關係。所有上面叙逃的、本文作者及其合作者 所進行的试驗都是在真空或氬氣裡進行的·常然·在氧化氣氛中加熱，钢的氧化，氧的 沿奥氏體晶粒間界擴散和形成氧化物，都加制燒毁的作用，但是過燒和燒毀本質上是與 草化沒有直接關係的。也憊常指出，鋼的燒毁現象也不是由於非金夹難物在高温度熔 化的钻果〔19]o
朋晚举橄 表 3 . 0 . 85 多 C 姻在高温的 力翠性 臂 〔3 〕 伸 是率 断 面收循率 607247% 拓908 高 温拉 力藏 歇温 度 O C . 抗 张强度 K g {m m Z 9 5 5 o C 7 . 4 0 1 3 0 2 o C . 1 3 5 1 。 ( : . 1 3 8 8 o C . 1 3 9 7 o C . 1 . 5 7 1 . 4 2 利 用光 谱 分析 用钝度的原 料在其空 中熔裂 的戴碳合 金和域 碳稣合 金巡行的 研究〔2 0〕 澄 明 不含硫的 合金不能 在固相换温度以 一 「烧毁 , 即 使加热到固相钱以 上 , 在冷 却徒只 在 晶 拉尚 界崖生 一些 孔隙 , 旅不能奴察到 任何共品的存在 。 使用不含磷 的 eF 一 C一 M n 一 S 合 金和 不含硫的 eF 一C一 P 合金 的高温 加热 研究指示 烧毁峙在相常淤 eF 一C 合金的 固 相 栽 以 「彦生液艘然俊 在冷 却俊彦生共 晶祖撒是舆硫 的存在 有密 一 切阴 保 , 而在烧毁 的锢 视 沿奥 氏微 晶粒简 界表现的特微侵触粘果 (稍酸侵散 峙焉 白色朋状 , 稍酸按侵触峙 焉暗色 稠状 , 圆 15 及 1 7 ) 是 由放嶙 的存 在舆硫 热阴 “ 锢 在烧 毁峙所登生 的现象 可以用 如 下 的理渝来解释 〔2 0〕 。 赏锢 加热到遇烧温 度 以 _ ! ; , 硫化稣局部溶解到 奥 氏艘程 , 降低 了 铜的固相技 温度 , 因 此 在温度遗没有到 逆相 常 碳含量的 eF 一g 合金的固相换 温度 ( ’ . .0 8 外 C 的铜钓差 6③c) 已 握淮人 了 固相 液相 碱 , 在奥氏艘晶粒 简 界崖生了液艘 “ 在范液艘视舫鳌 生合 金元素 、 包括 硫和麟 的偏聚 “ 液 艘 的量将随温度的升高而 增加。 赏运 烧毁的铜 在普通速 度冷却峙 , 由淤硫嶙 在奥氏艘程馈 散 速度非 常之低 , 不 可能完 全重新 分怖 , 在运 液艘一 道冷却 到共 晶温度 , 运峙 ( eF M n) S 舆奥 氏艘在 1O0 O C左 右成共 晶析 出 , 磷 lRJ 溶解 在析 出 的奥 氏艘视 , 存在龄奥 氏赠晶粒简界 , 用 冷却速 度不 太高 , 磷将撇疲向晶粒中 心 援散 , 因此 , 像盲输所觑察到 的 〔2句 烧 毁的 锢理奥 氏艘 晶粒简界 的侵触特微冤域舆 促高温冷却 速度有阴 , 冶 却速 度愈高 , 运冤域也 愈窄愈精 晰 。 愿敲指 出 , 锢的遇 烧和烧毁现象是舆氧化然阴 的 。 oJ m iyn 〔3 7〕 P r e e ce 及共合作者 〔2 7〕 都曾得到桔渝是 些现象舆 腿氧 没有阴 保 。 所有上面 叙述 的 、 本文作者及其合作者 所巡行 的贰脆 都是在其空或氢氟理淮行的 。 赏然 , 在氧化氟氛 中加 热 , 姻的摹化 , 氧 的 沿奥 氏艘 晶粒简界横 散和形成氧化物 , 都加#lj 烧毁 的作用 , 但是遇烧和烧毁本资上是 舆 氧化没有直接阴 保 的 。 也瞧 赏指出 , 翱的烧毁现象也不是由淤非 金属 夹雄物在 高温度熔 化 的精果 〔1 9〕
第一精 污 桔 論 根據上面所叙，可以總结： 1.绸的過燒發生在一定温度之上.，道温度隨鋼而異。 2、鋼的過燒和燒毁温度是每一個鋼的特徵，與加熱時姐内氣氛無關。 3。鋼的過燒表现作断口上粒状無光泽撕面的出現·特殊使触後在原過燒時奥氏 體晶粒間界出現網狀組織，和材料的力整性能的下降· 4·的過燒現象是在從加熱温度到過燒温度之下的冶却過程中發生，因此可以 用非常援慢的的冷却來防止· 5·鋼的範性形瓣可以少過燒的影蟹。 6.鋼的過燒是由於温度對MnS在奥氏體溶解度的影響o在加熟時MS溶解， 再冷却時MS重新沉殿，一邵份沉在奥氏體晶粒間界，引致過燒现象o 7.MnS的溶解降低了F一C合金奥氏體的固相殺温度，使鋼中在較低温度出 現液相，引致硫藓的偏析o在治却時，出现(FeMn)S和Fe的共晶，璘則 隔析在奥氏體邊緣由共晶析出的鐵裡，造成燒毁現象· 由於月前所用的化學分析方祛的準碓性校低，對於F-Mn-C-S系中S在奥氏醴裡 的溶解度與温度的關係，也就是常硫篇0.001%左右特的相圈部分，現在還不能用貸驗 测定。帶有放射性的硫S35的利用或者可以得到進一步的結果o 根據上面的總粘可以看出，要避免一個鋼的過燒和燒毁只有不把鋼加熟到過燒温度 之上，因禽日前還不可能經濟地治鍊出含硫低於它在F-Mn-C-S系裡奥氏中溶解度的 鋼·另一方面，質量等的要求也不容許使用高硫含量的鋼來做承受很高题力的上等鋼 件·唯一個解决途徑是發展一個新的鋼、在這裡面加入一僩元素，其硫化物的溶解度遠 較MnS在奥氏體裡的篇小。 由於硫化物沉殴的複雜性，一個鋼的過燒温度不可能根據鋼的化學、物理、或金相 分析粘果來推算。要在最高的安全温度锻造一個鋼，必須用置驗測定在相同的冷却速度 和缎造程度下它的過燒温度。如果不可能做到道一點，則電爐鋼-一般不應加熱到1250° 一1300°C以上，平姐鋼不應加熱到1300°一1350°C以上，其中低限係篇高酷及低硫含 最的鋼·準確地控制爐温，良好的爐身設計是避免過燒燒毁的其他條件·對於重要的零 件，如飛機引擎上所用的，毁造的温度憊骸保証不超過1250°C，最後的加工量在截面 收縮上最好不少於30%·這對於具有特殊形状，鋼料流動需要較多的零件雌然比較困 難，但禽了保証質量和使用安全，在這方面的注意是值得的。嚴格地制定並遵守锻造時 的燥作規程，對產品經常進行有代表性的断面抽查和较多的金相檢查是禽避免產品過燒 所必要的
绪” 释 卜 行 桔 兼 根谏上面 所叙 , 可以德枯 ` 1 . 铜的涯境警生在一 定温度之上 , 遇温 度随 姻而显 。 2 . 翎的 遇烧和 烧毁温度是每一佃 锢的特微 , 舆加热峙道内氧氛然阴 。 3 . 姻的 遏燎表现 仔断 n 上粒状 然光泽断面 的 出现 。 特殊侵触筱在原遇燎峙奥 氏 艘 晶粒简 界出现捆状粗麟 , 和材料的力李性能 的下降 。 .4 姻的遇烧现象是在 捉 加热温 度到遇境温度之 一「的冷却遇程中癸生 , 因 此 可以 用非常援慢 的 的冷却 来防止 。 .5 姻的跪性形趁可 以诚少遇烧的影缪 。 .6 铜 的遇烧是由鹅温度戳 M n S 在奥氏瞪溶解 度的影粤 。 在加熟峙 M n S 溶解 , 再冷却 峙 M n s 重新沉殿 , 一 部份沉在奥氏艘 晶粒 简界 , 引致遇烧现象 “ .7 M n S 的溶解降低 了 eF 一C 合 金奥氏艘 的固相钱温度 , 使锢 中 在较低温度出 现液 相 , 引致硫磷 的偏 析 。 在冷却峙 , 出现 ( eF M n) S 和 eF 的共 晶 , 磷 朋 偏析在奥氏瞻进缘由共 晶析 出的域视 , 造 成烧毁现象 。 由敖 目前所用的化拳 分析方法的华催性较低 , 封贫 F e 一 M n 一 C 一 S 系 中 S 在奥氏艘视 的溶解 度舆温度的阴 保 , 也就 是常 硫焉 .0 0 01 外 左右待 的相圆部 分 , 现在遗不能用宵 喻 侧 定 。 带 有放射性 的硫 , 。 S “ 。 的利用 或者 可以得到巡一步 的桔果 。 根檬上面 的腮桔可以看 出 , 要避免 一侗锢 的遇烧和烧 毁只 有不把翎加 熟到遇烧温度 之上 , 因焉 目前遨 不 可能挺鸿 地冶辣 出 含硫低放它 在 F e 一 M n 一 C 一 S 系视奥氏 中溶解度 的 锢 , 另 一方面 , 资 量等 的要求 也不容静 使用 高硫含 · 量的 翎来做承受很 高愿力的 上等 锢 件 。 唯一佃解 央途 诬是聆展一侗新 的翱 、 在是视面加 入一涸元素 , 其硫化物的溶解度遗 较 M n S 在奥 氏艘视 的焉 小 。 由放硫化物沉殿的俊 雄性 , 一佃锢 的遇烧温度不 可能根谏姻的化攀 、 物理 、 或金相 分析粘果来淮算 。 要在最高的安全温度锻造一锢翱 , 必填用宵输 测 定在相 同 的冶 却速 度 和锻造程度 一 f 它 的遇携温度 。 如果 不可能 做到适一黔 , lJ 霭帷胡一般不瞧加 热到 1 2 5 0 一 1 3 O 0o C 以上 , 平傅锢不麒加 热到 1 3 0少一 13 5 0o C 以上 , 其 中低限保焉 高碳及低硫含 量的银 ” 举催 地控制燎温 , 良好的媲身 敲 舒是避 免遇烧燎 毁的其池倏件 。 粉放重要的零 件 , 如 形楼 引擎上所用 的 , 锻 造的温度瞧敲保征不超遇 1 2 5 a0 C , 最援的加 工量在截面 收缩上最好不少放 3 0 外 。 是势放 具有特殊形状 , 翎料流勤需耍较多 的零件雄然比 极困 摊 , 但焉了保征鬓量和 使用安 全 , 在 运 方面 的注 意是值得的 。 服格 地制定韭遵守锻造峙 的操作规程 , 封座 品握常淮行有代表性 的断面抽查和 较多 的金相愉查 是焉避 免逢 品遇烧 所 必要 的
6 鳞院舉格 复，， (1).K.YEPHOB:XKyPHAJI PyCCKOrO TEXHNYECKOTO OBIIECTBA,1868. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers (London),1880..p.386 (2)O.0.Miller:Trans.Amer.Soc.Metals,1951,43,260. (3)K.A.MAJIbILIEB:POCT 3EPHA AYCTEHHTA B CTAJIM.CBOPHNK "nPO- BJIEMbI KONCTPYKLIMOHHON CTAJIN"JIOHNTOMALI MALLITM3,1949. 引自B.A.AESJE:ETMPOBAHHAS KOMCTPYKUMHHA升CTAb.METAJ- 1yPT131AT.1953. (4)G.A.Robert R.F.Mehl:Trans.Amer.Soc.Metals,1943,3/,613. (5)T.G.Digges:J.Res.Nat.Bur.Standards,1940,24,723.Also Ibid.,1940,25,215. (6)H.W.MeQuaid E.W.Ehn:Trans.Amer.Inst.Min.Met.Eng.,1922,67,341. (7)S.Epstein H.S.Rawdon:J.Res.Nat.Bur.Std.,1928,1,423. (8)1.C.TAEB n.A.A.MArKAPbH:B.A.JIEIMPOBAHHA KONCTPYKLIMOHHA CTAJIb.METAJIJYPrN3AT.1953. (9)F.Duftschmid E.Houdremont:Stahl u.Eisen,1931,5/,1613. (10)T.Swinden G.R.Bolsover:J.Iron Steel Inst.,1936,134,457. (11)H.W.McQuaid:Trans.Amer.Soc.Metals,1935,23,797. (12)E.Houdremont H.Schrader:Arch.Eisenhuttenw.,1938-1939,12.393. (13)M.Baeyertz:Trans.Amer.Soc.Metals,1942,30,458. (14)C.E.Sims:Trans.Amer.Inst.Min.Met.Eng.,1945,162,734 (15)A.Preece J.Nutting:J.Iron Steel Inst.,1950,164,46. (16)J.H.Whiteley:J.Iron Steel Inst.,1943,148,513. (17)M.A.Grossmann:Trans.Amer.Soc.Steel Treat..1933,2/,1079. (18)E.S.Davenport,E.L.Roff E.C.Bain:Trans.Amer.Soc.Metals,1934,22,289. (19)蘇聯横器製造百科金普第七卷第十一章中器本，1954.X1一107. (20)T.Ko(柯俊）&D.Hanson:J.1 ron Steel Inst.,1950,164,51-62. (21)J.A.Wheeler,V.Kondic and T.Ko(柯俊)：bid.,195l,167,30l. (22)柯俊：奥氏橙中温轉鬓的機糯。金喝研光工作報告仓.1954年. (23)T.Ko(柯俊)，J.Iron and Steel Inst.,1953,175.36. (24)T.Ko S.A.Cottrell:Ibid.,1952,173,307. (25)S.A.Cottrell&T.Ko(柯俊)：lbid.,1953,175,224. (26)Transformation Characteristics of Nickel Steels.The Mondon Nickel Co.,London. 1952. (27)A.Preece,A.Harter,S.E.Mayer J.Nutting:J.Iron Steel Inst,1946,153,237. (28)A.Preece J.Nutting:Ibid.,1950,164,46. (29)H.J.Merchant:Ibid.,1946,153,217 (30)A.Preece,J.Nutting and A.Hartley:Ibid.,1950,164,37. (31)J.A.Wheeler V.Kondic:Symposium on Metallurgy.British.Weld.Res.Assn., 1 ondon.1946.p.71. (32)T.Rosenqvist B.L.Dunicz:Trans.Amer.Inst.Min.Met.Eng.,1951. (33)K0Tsun(柯使)在印度金圈檢除會蕃上的敕告1953. (34)W.I.Pumphrey P.H.Jennings,J.Inst.Metals,1948-9,75,203. (35)A.R.E.Singer S.A.Cottrell:Ibid.,1947,73,33. (36)L.C.Young(楊立洲)：1bid.,1948-9.75,1045. (37)A.E.Jominy:Trans.Amer.Soc.Metals,1929,16,298 372
确院擎栽 及 . K . 呵 EP B O H : P r o e e e d i n g s o ` f 袱 呵 坦 0 K K P A X P CrC E E O OrC y EIJ HByAOC O H H T T 6 , 1 8 6 8 . t h e I n s 沈i t u 走i皿 o f M e e h a n ` i e a l E n g i伙e sr ( L on d o n ) , 18 8 0 . Am e r . S o e . M e 呛a t氏 1 95 1 , 4 3 , 2印 . P O C T 3 E P H A A y C T七“ H T A B C T A JI H . C B O P H 讨K P . 3 86 . 0 . 0 . M i ll e r : T r a n s . K . A . 饥 A lJ bl 山E B : B J IE M hI K O H C T P y K以以O H H O H C T A lt 刁 ” 月 O 日 仍 T O M A 川 M A LI r 仍3 引 自 B . A . 八E 月刀E : JIE r H P O B A H 日 A 月 K O H C T P y K以H H H A 月 C T A 月 b . “ 自P O - 1 9 4 9 . M E T A月 · 、护 l ` 、 J 汤内」1护困 卜卜了t 、 ` ` 、 f , Jl y P r H 3八A T . 1 9 5 3 ( 4) G . A . R o b e r t & R . F . M e h l : T r a n : 5 . A me r . S o e . Me t a l s , 19 4 3 , 3 1 , 6 1 3 . ( 5 ) T . G . D i g g e s : J . R e s . N a 士 . B u r . S t a n d a r d s , 1 9 4。 , 2 4 , 7 2 3 . A l s o l卜 , i吐 . , 1 9 4 0 , 2 5 , 2 15 . ( 6 ) H · W . M e Q u a i d & E · W . E h n : T r a n s . A m . e r . I n s t . M i n . M e t . E n g . , 1 9 2 2 , 67 , 34 1 . ( 7 ) 5 . E PS t e 访 改 H . S . R a w d o n : J . R e s . N a t . B u r . S t d . , 1 92 8 , 1 , 4 2 3 . 侈) 比 C · f A E B 扎 A . A . M A r K A P b 月H 月 : 觅 · B . .A 及七月月 E : IJ E r H P O 3 A H H A 只 K O 竹 G T P y K以以 O H H A 兄 C T A J I b . M E T A IJ Jl y P r H 3 八A T . 1 9 5 3 . ( 9 ) F . D u f t s e h m i d & E . H o u d r e m o n 士: S t a h l u . E i业 n , 1 93 1 , 5 1 , 1 6 1 3 . ( 10 ) T . S w i n d e n 改 G 只 . B o l的v e r : J . I r o n St e e l I n st . , 1 9 3 6 , 1 34 , 45 7 . ( 1 1 ) H . W . M e Q u a 元d : T r a n s . A m e r . S o c . M e t a l s , 1 9 3 5 , 2 3 , 7 9 7 . ( 12 ) E H o u d r e m o n t 改 H . S e h r a de r : A r e h . E i s e n h u t t e n w . , 1 93 8 一 1 93 9 , 12 . 39 3 . ( 1 3 ) M . Ba e y e r t z ; T r a n s . A m e r . S o e . M 以 a l气 19 4 2 , 3 0 , 4 58 . ( 1 4 ) C . E . S im s : T r a n s . A me r . I n 、 s t . 腼 盯 、 . M e t . E n g . , 19 4 5 , 162 , 7 34 ( 1 5 ) A . P r e e e e & J N u t t i n g : J . I r o n S t e e l I n s t , 1 9 5 0 , 1 6 4 , 4 6 . ( 16 ) J . H . Wh it e l l e y : J . I r o n S t e e l I n s t , 1 94 3 , 14 8 , 5 13 . ( 1 7 ) M . A , G r o s s m a n n : T r a n s . A m e r . S o e 、 S t e 已1 T r e a t 二 1 9 33 , 2 1 , 10 79 . ( 1 8) E . 5 . D a v e n Po r t , E . L . R o 什 改 E . C . B a in : T r a n s 、 A m e r . S o e . M e t a l s , 1 9 3 4 , 2 2 , 2 8 9 . ( 19) 森嗡樱 器裂造 百 科全 害 第 七卷 第 七 一章 中 眷本 . 1 9 5 4 X l一 1 0 7 · ( 2 0 ) T . K o (柯 俊 ) 改 D . H a n 、 s o n : J . I r o n S t e e l I n s t , 1 9 5 0 , 1 64 , 5 1 一 6 2 . ( 2 1 ) J . A . W h e e l e r , V . K o n d i e a n d T . K o ( 柯俊 ) : I b i d . , 19 5 1 , 16 7 , 3 0 1 . (2 2) 柯俊 : 奥 氏暖 中 温搏 燮的 楼椿 · 金溺 研究 工 作 辍告 舍 . 1 9 5 4 年 . T . K o ( 柯’1et ) 。 J . I r o n a n d S t e e l I n s t , 19 5 3 , 1 7 5 . 3 6 . T . K o ( 柯 俊 ) 改 S . A . C o t t r e l l : I b id . , 1 95 2 , 173 , 3 0 7 . 5 . A . C o t t r e l l 改 T . K o (柯俊 ) : I b id . , 19 5 3 , ] 7 5 , 2 2 4 . T r a n s f o r m · a t i o n C h . a r a e t e r i s t i e s o f N i e k e l S t e e l s . T h e M o n d o n N i e k e L C o . , L o n d o n . 1 95 2 . A . P r e e e e , A . H a r et r , S · E . M a y e r & J . N u t t i n g : J . I r o n S t e e l I n s t , . 1 9肠 , 1 53 , 2 3 7 · A . P r e e e e 设 J N u t t i n g : I b i d . , 1 9 5 0 , 了6 4 , 肠 . H . J . M e r e h a n t : I b id ” 1 9 4 6 , 15 3 , 2 1 7 . A · P r e e c e , J . N it 什i n g a n d A . H a r t l e y : I b i d . , 1 9呱 1 6 4 , 3 7 . J . A . Wh e e l e r 改 V . K o n d i e : S y m P 0 s i u m o n M e t a l l u r g y . B r j ti s h . W e l { d . 只e s . A s s n , L o n d o n . 19 4 6 . P . 7 1 . T . R o s e n q v i s t 改 B . L . D u n i e z : T r a n s . A m e r . I n献 . M i n . M e t . E n g . , 19 5 1 . 289):301234)J5627) ( 3 2 ) ( 3 3 ) ( 3 4 ) ( 3 5 ) ( 3 6 ) ( 3 7 ) 溉漂扎 石彩)津弩熏纂甲袱呱黔i . E . S i n g e r 改 S . A . C o t t r e ll : Ib i浅 , 1 9 4 7 , 73 , 3 3 . 7 5 , 2 9 3 Y o . u n g J o m i n y : (锡 立 洲 ) : lb i d . , 1 9 4 8 一 9 . 7 5 , 1 04 5 . T r a n s . A m e r . S o e . M e t a 1 6 , 1她9 , 1 6 , 2 9 8 & 37 2 ) . K认AL 注RCE
第一輯 77 圆1.1Ni-Cr-Mo鋼(0.3%圆2.同圆1，加热至1250C.3.闹网2，但加熟至 C,0.014%S,0.64%Mn2.5%30分鐘，会氣中治却，淬1275(.X4 Ni,0.6%Cr,0.6%Mo)軋製火，在600C回大o断面X4 状態的断面。X4 图4.问圆2，但加熱至图5.同2，件加熱至。6.Ni-CrMo细(0.3%C, 1300C.X4 1375C,X4 0.014%S。0.59rMn,2.63% Ni.,0.68%Cr.0.57Mo)加 熟至1250C.5分筑，空氣中治 却·淬火，在600°C.问火o 断而。X4 阁7.同图6，但加熟52 小時。X4 阙8.過燒鋼10元HSO:+10%HNO:使蝕劑.X50
第 一辑 圆 1 . 1 N i 一 C r 一 M 铜 o ( 0 · 0 . 1 4 升S 0 , 0 . 6 4 兴八I n 2 . 3 % 圆 2 · l司圆 l , 加熟 至 一2 5 0 0 e . , 0 . 6 抓 C r , O · 5 % 6 % M o ) 率L裂 沐4 圆 .3 }司 圆 2 , 1 2 7 5 O C · 火4 NC 状 熊 的断而 。 J u 分筵 , 空 氟中冷 却 , 淬 火 , 在 6 0 沙.C 回大 。 断而 沐4 但 加 熟 至 圆 4 . 同 圆 2 , 13 0 0 0 C . 火4 但 加 熟 至 周 5 . 1 3 7 5 o C 司 1IQ 2 , 布卜里加 熟 至 X 4 沛今粼 7 , {司圆 6 , 但加 熟 小! l寺。 外{ 4 5 ? 圆 8 遇 烧铜 10 妊 H: 5 0 , + 1 0 牙 H N O t ;侵散香少 · 又 5 0
