CNS 2911-2002 Method of hardenability test for steel《钢之硬化能试验法》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 77.040.99 G2021 2911 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 57 年 11 月 27 日 91 年 5 月 16 日 (共 7 頁 ) 鋼之硬化能試驗法Method of hardenability test for steel 1.適用範圍：本標準規定約米尼（ Jominy）端面淬火法，作為量測鋼硬化能之試驗方法。 2.用語釋義：本標準所用主要用語之意義，除依 CNS 12868鋼鐵詞彙 （試驗）外，其餘如表 1 所示。 表 1 符號及意義 符號 意 義

2、值 L D t tmT a h l e 試片全長 試片直徑 試片之加熱保持時間 自爐取出試片至開始淬火之最大延遲時間 冷卻水溫度 垂直的噴水口之內徑 無試片時的水噴出高度 (即自由高度 ) 自試片的底部至噴水口端之距離 硬度量測面之研削深度 1000.5mm mm255.00+305 分 5 秒 5 30 12.50.5mm 6510mm 12.50.5mm 0.4 0.5mm d Jd=xx Jd=xx HV 自淬火端至硬度量測點的距離， mm 由洛氏 HRC-mm 距離 d 之約米尼硬化能指數 由維克氏 HV30-mm 距離 d 之約米尼硬化能指數 3.原理：將圓柱形之試片加熱至沃斯田體區

3、域所規定的溫度持溫時間，在其末端面噴水淬火後，量測所選用的二點間或試片長度方向所規定的點之硬度，由硬度的變化決定鋼之硬化能。 4.淬火裝置：淬火裝置依下列規定。 2 CNS 2911, G 2021 圖 1 淬裝置 單位： mm 由噴高度噴口 4.1 試片支架：依試片不同可分兩種方式。 (1)附凸緣試片之支架如圖 1 所示，試片應垂直放置，並將需淬之端面置於噴口正方 12.5 0.5mm 處。 (2)附缺口（ undercut）試片之支架是用於能迅速將試片放置於正確之位置。 4.2 冷卻用噴裝置：內徑 12.5 0.5mm 之 管口垂直噴出，其噴之由高度須為 65 10mm。 噴開始後應立即達

4、到規定之由高度 ， 在冷卻期間 ， 此由高度須保持穩定，為此須使用具溢裝置之箱，阻止噴時宜用擋板插於噴管與試片之間。 5.試片 5.1 試片尺度：試片種類尺度如圖 2 所示，其選用依材料標準之規定。 圖 2 試片種類及尺度 單位： mm (a) 附凸緣試片 (b) 附缺口試片 3 CNS 2911, G 2021 5.2 試片製作方法 (1)鋼料直徑為 30 32mm 時 ，可直接作為供試樣，如鋼料直徑超過 32mm 時，應將其鍛造或軋延成直徑 30mm 之供試樣。 (2)無其他規定時 ， 依 表 2 所示之溫度保持 60 分鐘實施正常化處理後 ， 除去表面之脫碳層 ， 然後切削規定之尺度 。

5、 並將欲淬之端面精密加工 。 但經議，得省略供試樣之正常化處理。 (3)對供試樣施以正常 化以外之熱 處理，或對 試片施以熱 處理時，其 熱處理過程應記錄在試驗報告。 (4)鋼料直徑超過 32mm 時 ， 經議後可省略鍛造或軋延過程而直接切削成 30mm的供試 樣，再經 (2)樣之正 常化處理後 切削成規定 尺度之試片 ，或由此鋼料直接切削出規定尺度之試片 。 但是為了量測由第 7.1 節規定之原鋼料心 (軸 )等距離之位置 （參照圖 3） 的硬度 ， 述任情形均須註明從鋼料採取供試樣或試片之位置。 (5)如經別議，試驗用樣品也可用鑄造方式做成。 表 2 供試樣或試片之正常化及淬溫度 化成分標

6、準值或標準值的最大值 正常化溫度 淬溫度 Ni C 3.00 以 0.25 以 0.26 以 0.36 以0.37 以 925 900 870 925 870 845 超過 3.00 0.25 以 0.26 以 0.36 以0.37 以 925 900 870 845 815 800 CNS 2905 彈簧鋼鋼 料 SUP6、 SUP7、SUP9、 SUP9A、 SUP10、 SUP11A 900 870 CNS 4444機械構造用鎳鉻鉬鋼鋼料 980 925 備考：表溫度之許可差為 5。 圖 3 機械加工取樣試片之例 硬度量測面 4 CNS 2911, G 2021 6.淬方法 6.1 加熱

7、方法 (1)將試片在爐內加熱並保持如表 2 所示淬溫度，待加熱心部與表面溫度均勻後，以此溫度保持 30 5 分鐘。如經議也可以用表 2 以外之淬溫度。 (2)預先以熱電偶插入試片心部量測溫度之結果，決定必要之最小加熱時間。 (3)加 熱時， 用 當之方 法 (1)使淬 端面 不產生 銹皮 ，並防 止氧 化脫碳 ，使 其在研磨硬度量測面時，可完全除去脫碳層。 註 (1)例如 使用保護性 氣體，或將 要淬之端 面埋入石墨 或鑄鐵屑 ，或以 殊之耐熱鋼帽套於淬端。 6.2 淬作業 (1)已加熱淬溫度 後之試片， 須垂直安裝 於試片支架 ，立即將 噴口之擋板除去，噴冷卻之，最少需冷卻 10 分鐘，之後

8、可以在冷卻。 (2)試片支架在淬開始時須不得沾濕。 (3)試片由加熱爐取出開始噴淬之時間應儘量縮短，不得超過 5 秒鐘。 6.3 淬劑：使用溫度 5 30之。 7.硬度量測方法 7.1 硬度試片 (1)經冷卻後之試片 ， 在相互間隔 180 之對應位置 ， 沿試片全長研磨兩平面 ， 各面磨除深度為 0.4 0.5mm，然後量測此平面之硬度。 (2)直徑 超過 32mm 以 鋼 料直接切削 之試片，原 則宜與 原鋼料心 (軸 )等距離位置處量測硬度。 備考 ： 研磨試片時 ， 須意勿使研磨熱造成組織變化 ， 因研磨熱造成之組織變化，其檢查方法如。 (1)腐蝕液 第 1 溶液 -5硝酸（比重 1.

9、42） + 95 第 2 溶液 - 50鹽酸（比重 1.18） + 50 (2)方法：試片以溫清洗後，用第 1 溶液腐蝕變黑為止（大約 3060 秒鐘） ， 然後再以溫清洗 ， 繼之浸入第 2 溶液約 3 秒鐘後再以溫清洗，用微風吹乾後，即可進行檢查腐蝕面。 在腐蝕表面顯示斑紋時 ， 表示在研磨時組織產生變化 。 因研磨造成之組織變化須於量測硬度前除去 ， 為達此目的須將試片研磨面再加工及重新腐蝕，但組織變化太顯著時，則須重製新平面以便量測硬度。 7.2 硬度之量測位置 (1)硬度之量測位置須為試片之軸方向距淬端 1.5mm 以之各點，實際量測點之選擇可視需要情形而定。 (2)描繪 硬化 能曲

10、線 圖時 ，原則 淬端起 1.5 3 5 7 9 11 13 15mm及其後每隔 5mm 之各點量測。 (3)描繪材料標準所規 定低硬化能 鋼之硬化能 曲線圖時， 最初的量測 點是淬 5 CNS 2911, G 2021 端 1.0mm 處，次 1 點淬端 11mm 是間 隔 1.0mm。最後的 5 點是淬端 13 15 20 25 30mm 處的點。 7.3 硬度之量測 (1)硬度之量測可由淬端或其另端開始。 (2)硬度之量測可依洛氏 C 硬度或維克氏硬度量測，若以洛氏硬度或維克氏硬度量測時 ， 除依第 7.2 節之規定外 ， 量測方法應按 CNS 2114洛氏硬度試驗法 及 CNS 211

11、5維克氏硬度試驗法之規定。 備考： 量測 硬度時 應使 用當 之試 片載台 ，以 保持正 確之 量測位 置且 節省 時間， V 形架因試片易於傾斜，故不宜採用。 當已 量測硬 度研 磨面之 背面 須再進 行硬 度量測 時， 必須 意不 要受到已之量測凹痕影響。 8.記錄 ： 先求得試片兩面對應點所得硬度之平均值 ， 將軸方向硬度之變化繪製在附錄所示之硬化能圖表 (2) ， 圖表之縱軸表示對應點所量測之硬度平均值 ， 橫軸表示試片之淬端面量測點之距離 。 此 外 ， 煉鋼爐號 、 沃斯田體晶粒度 （晶粒號數及 試驗方法） 、 化成分 、 熱處理溫度 、 試片採取位置 、 溫及其它殊熱處理過程均須

12、記錄。 註 (2)硬化能圖表可省略洛氏 C 硬度刻度或維克氏硬度刻度之種 。 圖表之縱橫軸比為 2： 3。 備考：為表示硬化能可用硬化能圖表或硬化能指數。 硬化能指數係表示距淬端定距離之硬度，或定硬度距淬端之距離。 以硬化能指數表示硬化能時，洛氏硬度量測值可按例省略硬度符號。 例 (1)： 如距淬端距離 12mm處 之硬度為 HRC 36或 HV 354時 J 12mm = HRC 36， J 12mm = 36 或 J 12mm = HV 354 例 (2)：如某點硬度為 HRC 45 或 HV 446，距淬端距離 6mm 時 JHRC 45 = 6mm， J 45 = 6mm 或 JHV

13、446 = 6mm 9.報告：需要報告書時，以列目為報告事，依議選擇之。 (1)此標準之引用 (2)材料之種類 (3)煉鋼爐號 (4)化成分 (5)取樣方法 (6)正常化處理及試片之加熱條件 (7)硬度試驗方法 (8)試驗結果 6 CNS 2911, G 2021 引用標準： CNS 2114 洛氏硬度試驗法 CNS 2115 維克氏硬度試驗法 CNS 2905 彈簧鋼鋼料 CNS 4444 機械構造用鎳鉻鉬鋼鋼料 CNS 10436 鋼料沃斯田體晶粒度試驗法 CNS 12868 鋼鐵詞彙（試驗） 對應國際標準 ： ISO 642： 1979 steelHardenability test b

14、y end quenching （ Joming test） 第次修訂：7 5 年 6 16 7 CNS 2911, G 2021 附錄 (參考 ) 硬化能圖表 試驗期 試驗場所 試驗者 年 化 成 分 熱處理溫度鋼種 爐號 沃斯田體 晶粒度 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu 正常化 淬溫備考：（殊熱處理、試片之採取位置及其他） 沃斯田體晶粒度試驗方法（依 CNS 10436 之規定） 硬度試驗機（任何種均可使用） 洛氏 維克氏 (圈選其 1 個 ) 25.416試片淬端的距離（ mm） 備考 1.本圖洛氏 C 硬度刻度與維克氏硬度刻度相互無關連性。 2.不用之硬度刻度必須塗銷。