T8钢经不同的热处理工艺处理后，可获得不同的金相组织，经机械加工后对表面粗糙度的形成会产生显著影响[1].这方面的文献目前鲜有报道，故通过试验，在机械加工条件不变的情况下，探讨不同的热处理工艺与表面粗糙度的关系，为在大规模、机械化、专业化生产条件下，通过控制热处理工艺参数来实现控制和稳定机械加工表面粗糙度提供理论依据和必要的工艺参数.

党的十九大报告指出：“发展社会主义先进文化要不忘本来、吸收外来、面向未来。”习近平新时代孝廉文化传承与创新是进一步厘清马克思主义与中华优秀传统文化之间的内在关联，坚持马克思主义的指导地位，是站在中华文化立场，立足当代中国现实基础上，发展中国特色社会主义文化的内在要求。

1 试验材料与方法

T8钢取自安钢产的规格为φ30 mm×6 000 mm的棒材，其化学成分(质量分数)：w(C)为0.79%～0.82%、w(Mn)为0.31%～0.34%、w(Si)为0.29%～0.32%、w(P)为0.026%～0.030%、w(S)为0.025%～0.028%.首先，将原始棒材加工成规格为φ30 mm×160 mm的短圆棒坯料，再将坯料分为5组并予以标识，这5组坯料分别用正火、退火、球化退火、淬火+中温回火、正火+高温回火5种工艺处理.每组坯料中各取出一枚短圆棒，加工出若干规格为φ30 mm×6 mm的薄圆片，剩余部分留作机械加工试样.薄圆片再等切4块，每块作为金相试样.

采用SX2-5-12型箱式电阻炉对试样进行热处理，采用4XB型金相显微镜进行金相组织观察并拍照，采用TR200型针描式粗糙度仪测量试样表面粗糙度，采用CW61100B型车床对试样进行切削加工.车削吃刀量为1 mm，给进量为0.13 mm/r，主轴转速为650 r/min，车削长度为30 mm.

2 试验结果及分析

试样经正火处理后测得的表面粗糙度见表1.由表1可知，随着加热时间的延长，表面粗糙度Ra与Rz值皆呈“∧”型变化，其中800 ℃×50 min正火工艺测得的表面粗糙度Ra与Rz值最低.试样经退火处理后测得的表面粗糙度见表2.

 

表1 正火处理后试样的表面粗糙度Tab.1 Roughness value after normalizing

  

试样正火工艺Ra/μmRz/μmA1800℃×30min加热，出炉空冷5．44323．61A2800℃×40min加热，出炉空冷6．04625．56A3800℃×50min加热，出炉空冷4．80023．45

 

表2 退火处理后试样的表面粗糙度Tab.2 Roughness value after annealing

  

试样热处理工艺Ra/μmRz/μmB1740℃×30min加热，随炉冷却4．54722．20B2740℃×40min加热，随炉冷却4．91921．00B3740℃×50min加热，随炉冷却4．54119．46

宠物猫在宋人生活中就更为常见了。吴自牧《梦粱录》记载：“猫，都人畜之捕鼠。有长毛，白黄色者称曰‘狮猫’，不能捕鼠，以为美观，多府第贵官诸司人畜之，特见贵爱。”宋人将家猫分为两大类：捕鼠之猫、不捕之猫。猫不捕鼠而受主人“贵爱”，当然是将猫当成宠物养了。

在模拟中,每个粒子包括3个参数,即一般PID控制器的系数.它们被命名为xi1=kp,xi2=ki和xi3=kd,其中i是第i个粒子.

 

表3 球化退火处理后试样的表面粗糙度Tab.3 Roughness value after spheroidizing annealing

  

试样热处理工艺Ra/μmRz/μmC1740℃×70min加热→690℃×60min等温，随炉冷却5．52525．20C2760℃×70min加热→690℃×60min等温，随炉冷却5．07323．04C3780℃×70min加热→690℃×60min等温，随炉冷却6．14829．20

由表6可知，760 ℃×50 min正火+600 ℃×40 min回火工艺测得的粗糙度Ra与Rz值最小； 740 ℃×50 min加热，随炉冷却工艺测得的粗糙度Ra与Rz值次之；760 ℃×70 min加热→690 ℃×60 min等温、随炉冷却工艺测得的粗糙度Ra与Rz值最高；其余处在中间.从表6也可得知，所有工艺的加热温度定在Ac1与Accm之间，其目的是得到粒状组织，减少刀具磨损，获得良好表面便于测量表面粗糙度[2].

 

表4 淬火+中温回火处理后试样的表面粗糙度Tab.4 Roughness value after quenching and middle tempering

  

试样热处理工艺Ra/μmRz/μmD1760℃×30min淬火+420℃×40min回火4．99920．99D2760℃×40min淬火+420℃×40min回火5．30523．20D3760℃×50min淬火+420℃×40min回火5．01222．15

将上述5种工艺测得的最小粗糙度值列于表6.

 

表5 正火+高温回火处理后试样的表面粗糙度Tab.5 Roughness value after normalizing and high tempering

  

试样热处理工艺Ra/μmRz/μmE1760℃×30min正火+600℃×40min回火5．55625．65E2760℃×40min正火+600℃×40min回火4．35623．91E3760℃×50min正火+600℃×40min回火3．96219．27

T8钢表面粗糙度与其内部组织有关[3].图1至图5为表6中5种工艺所得的金相组织，图6与图7分别为A3试样与C2试样在扫描电镜下的组织形貌.

由表2可知，随着加热时间的延长，表面粗糙度Ra值呈“∧”型变化.其中，740 ℃×50 min退火工艺测得的表面粗糙度Ra值最低，而Rz值呈下降趋势.试样经球化退火处理后，测得的表面粗糙度见表3.

由表4可知，随着加热时间的延长，表面粗糙度Ra值与Rz值呈“∧”型变化.其中，760 ℃×30 min淬火+420 ℃×40 min回火工艺测得的表面粗糙度Ra值与Rz值最低.试样经正火+高温回火处理后测得的表面粗糙度见表5.

 

表6 5种工艺测得的最小粗糙度值Tab.6 Minimum roughness value of the five processes

  

试样热处理工艺Ra/μmRz/μmA3800℃×50min加热，出炉空冷4．80023．45B3740℃×50min加热，随炉冷却4．54119．46C2760℃×70min加热→690℃×60min等温，随炉冷却5．07323．04D1760℃×30min淬火+420℃×40min回火4．99920．99E3760℃×50min正火+600℃×40min回火3．96219．27

由表3可知，随着加热温度的提高，表面粗糙度Ra值与Rz值呈“∨”型变化.其中，760 ℃×70 min加热→690 ℃×60 min等温的球化退火工艺测得的表面粗糙度Ra值与Rz值最低.试样经淬火+中温回火处理后测得的表面粗糙度见表4.

由表5可知，随着加热时间的延长，表面粗糙度Ra值与Rz值呈下降趋势.其中，760 ℃×50 min正火+600 ℃×40 min回火工艺测得的表面粗糙度Ra值与Rz值最低.

安徽六国化工股份有限公司在此前投入2000余万元实施磷石膏堆场综合整治项目。近期，公司又投入逾150万元，对磷石膏堆场顶部非作业面实施防尘网覆盖，增设雾炮、喷淋设施，对作业区和道路进行喷雾降尘，从而抑制扬尘现象，提升区域环境质量。图为该公司员工正在检查雾炮设施运行情况。

  

图1 A3试样800 ℃×50 min加热,出炉空冷Fig.1 Sample A3 after heating at 800 ℃ for 50 min,cooling in the air

  

图2 B3试样740 ℃×50 min加热，随炉冷却Fig.2 Sample B3 after heating at 740 ℃ for 50 min,cooling in the furnace

  

图3 C2试样760 ℃×70 min加热,690 ℃×60 min等温,随炉冷却Fig.3 Sample C2 after heating at 760 ℃ for 70 min, keeping at 690 ℃ for 60 min, cooling in the furnace

  

图4 D1试样760 ℃×30 min淬火，420 ℃×40 min回火Fig.4 Sample D1 after quenching at 760 ℃ for 30 min, tempering at 420 ℃ for 40 min

  

图5 E3试样760 ℃×50 min加热空冷，600 ℃×40 min回火Fig.5 Sample E3 after heating at 760 ℃ for 50 min,cooling in the sky, tempering at 600 ℃ for 40 min

  

图6 A3试样的SEM图Fig.6 SEM micrograph of A3 sample

  

图7 C2试样的SEM图Fig.7 SEM micrograph of C2 sample

从图1至图7中可以看出，5种工艺所得的金相组织基本上是两相组织，其中铁素体为基体相且为塑性相，粒状渗碳体为第二相且为脆性相[4-7].在机械加工过程中，当刀刃抵住前沿金属时，若前沿金属为塑性相，则要经历弹性变形、塑性变形、强化与断裂阶段，最终在刀刃前方产生裂纹，裂纹随刀刃的前进而不停地向前扩展，在刀刃沿裂纹所掠过的地方形成加工面，出现表面粗糙度[8].若前沿金属为脆性相，则脆性相受刀刃挤压而断裂，在刀刃前方产生裂纹，裂纹随刀刃的前进而不停地向前扩展，在刀刃沿裂纹所掠过的地方形成加工面，出现表面粗糙度.因此，T8钢表面粗糙度取决于渗碳体与铁素体被刀刃掠过后的表面粗糙度.由于第二相渗碳体的数量远低于基体相铁素体，所以T8钢表面粗糙度主要取决于基体相铁素体的表面粗糙度.渗碳体分布于基体相铁素体中，如同空洞存在于铁素体中，渗碳体的大小、形态、分布、均匀程度与弥散程度对基体相铁素体表面粗糙度的形成有直接影响[9].

试样E3采用760 ℃×50 min正火+600 ℃×40 min回火工艺，其金相组织为粒状渗碳体+铁素体.粒状渗碳体尺寸较小，颗粒较为均匀，基本呈弥散分布状态，所以试样经机械加工后形成的表面粗糙度较低.试样B3采用740 ℃×50 min加热、随炉冷却工艺，其金相组织为粒状渗碳体+铁素体.相较于试样E3，粒状渗碳体尺寸较大，颗粒不太均匀，基本上也呈弥散分布状态，试样经机械加工后形成的表面粗糙度也较试样E3高.试样A3采用800 ℃×50 min加热、出炉空冷工艺，其金相组织为粒状渗碳体+铁素体.相较于试样B3，粒状渗碳体尺寸较大，颗粒不太均匀，基本上未呈弥散分布状态，试样经机械加工后形成的表面粗糙度也较试样B3高.试样D1采用760 ℃×30 min淬火+420 ℃×40 min回火工艺，其金相组织为粒状渗碳体+回火屈氏体.回火屈氏体可视为基体组织，粒状渗碳体可视为第二相，粒状渗碳体尺寸较大，颗粒不均匀，一些形态不完整.作为基体的回火屈氏体因形成时的位向不同，出现了众多位向不同的回火屈氏体团，试样经机械加工后形成的表面粗糙度较试样A3高.试样C2采用760 ℃×70 min加热→690 ℃×60 min等温、随炉冷却工艺，其金相组织为粒状渗碳体+铁素体.相较于试样A3，试样C2粒状渗碳体尺寸较大，颗粒不均匀，分布不均匀，试样经机械加工后形成的表面粗糙度也较试样A3高,而且比试样D1还高.

3 结论

T8钢经正火、退火、球化退火、淬火+中温回火、正火+高温回火5种工艺处理，经机械加工后可获得不同的表面粗糙度.其中，760 ℃×50 min正火+600 ℃×40 min回火工艺测得的粗糙度Ra与Rz值最小； 740 ℃×50 min加热、随炉冷却工艺测得的粗糙度Ra与Rz值次之；760 ℃×70 min加热→690 ℃×60 min等温、随炉冷却工艺测得的粗糙度Ra与Rz值最高；其余工艺测得的粗糙度结果处于中间.

参考文献：

[1] 王持红.热处理工艺参数对等温淬火球墨铸铁切削加工性能影响的研究[D].苏州：苏州大学，2010.

[2] 赵昌盛.模具材料及热处理手册[M].北京：机械工业出版社，2008：117-118.

[3] 寇元哲.影响机械加工表面质量的因素分析[J].甘肃科技，2007，23(7)：98-100.

[4] 章为夷.等温球化处理过程中球状碳化物的Ostwald长大现象[J].材料科学与工艺,1993,25(5):44-48.

[5] 王全山,焦作光,樊邯生.钢的球化退火机理的研究[J].特殊钢，1982，3(3)：1-10.

[6] 余斌,李晓源,时捷，等.等温球化退火对某高碳钢中碳化物的影响[J].金属热处理,2016，41(1)：91-93.

[7] 贺毅,王学前.高碳钢球化机制与Ac1f透烧球化退火工艺[J].金属热处理,2002，27(5)：39-43.

[8] 刘英，袁绩乾.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2012：28-29.

[9] 刘宗昌，于健，郝少祥.P20塑料模具钢的组织对抛光性能的影响[J].特殊钢，2004，25(5)：19-21.