金屬與合金
若米尼末端淬火試驗(Jominy test)
/ JOM-in-ee /
要如何為硬化能,為鋼能硬化多深,訂出一個數字,又不必車削並剖開數十根棒?若米尼末端淬火試驗就是巧妙的標準答案:對單一標準棒的一端快速冷卻、讓另一端緩慢冷卻,一次完成,使一根試片同時涵蓋整個冷卻速率範圍。
步驟很俐落。取一根標準圓棒(直徑 25 mm、長 100 mm),加熱到沃斯田鐵,直立起來,只對底端噴水。被淬的一端冷得最快;愈往上的每一點因為離水愈遠而冷得愈慢。接著沿側面磨出一道平面,從淬火端起沿線量一排硬度值。把硬度對距離作圖,就得到硬化能曲線:若鋼在棒上很高處仍保持硬,代表硬化能高;若硬度在淬火端附近就急遽下降,代表硬化能低。這些距離(以 1/16 英吋為單位,稱為若米尼距離)對應到已知的冷卻速率,因此實驗室能預測任何尺寸實際淬火件中心的硬度。
若米尼試驗之所以重要,是因為它把「硬化多深」變成一條可重現、能在不同鋼之間比較、並交給設計者使用的曲線。兩種在淬火端有相同最高硬度的鋼,在較遠處的曲線可能完全不同,從而看出哪一種能硬透厚軸。它的限制在於誠實看待適用範圍:它只描述一種棒的幾何在一種冷卻條件下的行為,要把曲線換算到形狀奇特的實際零件,仍需工程判斷與對照圖表。
在若米尼曲線上,碳鋼 1040 在淬火端可能讀到約 55 HRC,但僅 10 mm 外就跌破 30 HRC;合金鋼 4340 則在棒上很高處仍維持 50 HRC 以上,清楚證明其硬化能大得多。
一根棒、多種冷卻速率:靠近噴水端快(硬),遠端慢(軟)。硬度下降的形狀就是硬化能。
若米尼試驗量的是硬化能(深度),而非材料的尖峰硬度,兩種鋼在淬火端可以有相同硬度,沿棒往後卻差異巨大。要看整條曲線,不能只看第一點。
又称
另见