耐(nai)磨板要(yao)經(jing)過(guo)退火而(er)得(de)到(dao)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織，但對(dui)于大型工具(ju)由于冷卻(que)速度緩慢而(er)產生貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織。上貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)形成會導致(zhi)韌(ren)(ren)性的(de)降低，這(zhe)是通過(guo)碳(tan)化物(wu)在奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶界(jie)前緣優(you)(you)先(xian)析出造成的(de)。為(wei)滿足長壽命和優(you)(you)質工具(ju)的(de)現代需(xu)要(yao)，對(dui)于通過(guo)微(wei)觀控制確保韌(ren)(ren)性提出了強烈要(yao)求。為(wei)了澄(cheng)清(qing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)化后冷卻(que)速度對(dui)顯微(wei)組織特別是對(dui)貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶粒度大小及碳(tan)化物(wu)析出與擴散以及對(dui)耐(nai)磨板韌(ren)(ren)性等方面的(de)影響，科研人員進行了這(zhe)方面的(de)研究和分析。
目前研(yan)究(jiu)用(yong)鋼AISI H13、H10、H19鋼的化(hua)學成分(fen)見(jian)表1。這些鋼是在(zai)電弧爐冶煉后(hou)(hou)鑄成鋼錠，按(an)大于6的鍛比熱鍛成表1給定的尺寸，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)850℃退火(huo)。試樣是在(zai)熱鍛材(cai)料(liao)的中心到方角或(huo)表面之間部(bu)位切取，其(qi)坐標與縱向平行。
通過顯微組織觀測和(he)對尺寸變(bian)化及硬度的測量，就H13、H10在1200℃奧氏體化，H19在1140℃奧氏體化后在不同(tong)冷卻速度下(xia)貝氏體的形(xing)成(cheng)進行了研究。
經不同冷卻速度(du)淬火并回(hui)火，其硬度(du)值(zhi)為HRC44的試樣，在(zai)平面應變(bian)斷裂韌性(xing)K1c、疲(pi)勞(lao)裂紋擴散速率、夏比式沖擊值(zhi)、V型缺口夏比試驗脆(cui)性(xing)轉變(bian)溫度(du)等方面進行了測定。
采用30mm寬的耐磨板試(shi)樣進(jin)行了平面應變斷裂(lie)韌性試(shi)驗，進(jin)行了兩(liang)種(zhong)類型的疲(pi)勞試(shi)驗：
（1）使用平面應變斷裂韌性試驗的同一類試樣的疲勞裂紋擴展試驗；采用疲勞預裂紋，該裂紋是以每秒5周的頻率，550～20kg變換載荷循環拉伸期間隨之產生的。
（2）旋轉彎曲(qu)疲勞試(shi)驗，采用Φ10mm的(de)光滑試(shi)樣，以3000周/s的(de)速度旋轉，從而(er)得到S-N曲(qu)線。
按照JISZ2202 No.3標準，使(shi)用U型(xing)缺口(kou)試樣(yang)進行夏比(bi)沖擊(ji)試驗(yan)。使(shi)用ASTM A307試樣(yang)，在20～300℃溫度(du)范圍內(nei)進行了夏比(bi)式脆(cui)性轉變試驗(yan)。采用X射線(xian)衍射法測定了殘余(yu)奧氏(shi)體的百(bai)分含量。采用映射分析測定了殘余(yu)碳化物的含量和尺寸。
試驗結果發現，這(zhe)(zhe)些耐磨板韌(ren)性(xing)的(de)(de)改(gai)善是(shi)通(tong)過以(yi)下方(fang)法(fa)獲得的(de)(de)：馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)板條(tiao)組織(zhi)(zhi)的(de)(de)改(gai)進及有(you)效晶粒尺寸的(de)(de)改(gai)善，延(yan)緩碳(tan)化(hua)物沿原始奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶界擇優析出(chu)，抑(yi)制基(ji)體(ti)(ti)中MC和(he)M2C型微細(xi)(xi)碳(tan)化(hua)物的(de)(de)密(mi)集(ji)分布，減少(shao)殘余碳(tan)化(hua)物的(de)(de)百分含(han)量(liang)并(bing)使其(qi)尺寸縮小(xiao)等。激(ji)冷速度(du)的(de)(de)降低導致貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)板條(tiao)組織(zhi)(zhi)寬(kuan)度(du)的(de)(de)逐步增加(jia)促使貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)從板條(tiao)狀向(xiang)顆粒狀轉(zhuan)變并(bing)導致韌(ren)性(xing)惡化(hua)。在所試驗的(de)(de)鋼中，H13鋼韌(ren)性(xing)最高，這(zhe)(zhe)與基(ji)體(ti)(ti)中微細(xi)(xi)碳(tan)化(hua)物極低的(de)(de)密(mi)度(du)、極小(xiao)的(de)(de)殘余碳(tan)化(hua)物尺寸和(he)極低的(de)(de)百分含(han)量(liang)等有(you)密(mi)切關(guan)系。