高碳钢不同热处理相结构和尺寸变化+文献综述(11)
M1 1050℃真空淬火保温30min，-196℃液氮处理0.5h，160℃回火2h
M2 1050℃真空淬火保温30min，-80℃液氮处理0.5h，160℃回火2h
M3 1050℃真空淬火保温30min，160℃回火2h
M4 1050℃真空淬火保温30min，480℃回火2h
2.2 二次称重实验
介绍二次称重法的原理、二次称重法测量三种典型高碳钢密度的实验步骤，计算密度变化、分析每种钢不同热处理的密度变化、尺寸变化的信息。GCr15和9Cr18Mo试样都是天安轴承厂热处理过的，本文将T9试样中T1做淬火处理：箱式电阻炉加热到850℃装入试样，保温30min出炉，水冷。T2不做处理。试验有10个试样，质量都大于10g。
2.2.1 原理
二次称重法，即间接求试样的密度的方法。早在公元前245年，伟大的科学家阿基米德利用相同质量的金子密度不同、排出水的体积不同的方法确定了王冠上的金银含量。本实验测量高碳钢试样室温密度的方法是以阿基米德原理为基础的。它基本是一种定义测量方法，即根据密度的定义（式2-1）进行测量。质量m用电子天平测量，这是直接测量法；
(2-1)
如果试样的形状规则，如长方体、圆柱体等则可以直接测量体积V，这样密度ρ通过一次称量试样的质量而求出，这种方法称为一次称重法。而对于任何形状的试样，其密度要通过二次称重法测量，其测量原理如下：
第一次称量：天平测量试样的质量为m1；
第二次称量：试样放入液体中，天平测量其质量为m2；
ρ为试样常温下的密度，ρ液为液体的密度，V为试样的体积，V排为试样排开液体的体积。假设试样全部浸入液体中，据力的平衡方程知：
当液体为水时，ρ液以1.0g/ 计算，则
2.2.2 试验
（1）试验器材
金相试样预磨机（上海金相机械设备有限公司）；200mm落地式砂轮机（上海市大新砂轮机厂）；精度为1mg电子天平一台；铁丝支架与铝板三脚架各一个（根据天平内壁的高度和称量托盘直径的大小制作）；铜丝吊篮一个；无水乙醇若干；250ml烧杯一个；木质镊子一把。
图5 电子天平
图6 三脚架、吊篮与支架
图7 试验器材
（2）试验步骤
将10个试样分别在安装氧化铝耐水砂纸的金相试样预磨机上打磨，去除表面氧化层。用落地式砂轮机磨平试样表面的凹坑，注意：试样发烫需要用水冷却。将打磨好的试样放入无水乙醇中浸泡，每个试样清洗大约5min，消除表面污渍，放在干净的称量纸上擦干。将实验用的铜丝吊篮、木质镊子也用无水乙醇清洗，空气中吹干。取一个250ml的烧杯从实验室饮水机中装2/3容积的水，将处理好的吊篮放入烧杯水中，并上下拉动以清除吊篮上出现的气泡，等到看不见气泡后静置水中。
天平称量处理后试样的质量，每个试样称量三次，记作m11，m12，m13，取平均值m1，记录在表3.1中。
将制作好的铝板三脚架放入天平，保证三支脚支起的平面横空在天平的托盘上。铁丝支架放在托盘上、铝板下，不接触铝板，且尽量在托盘中间的位置上。把装有吊篮的烧杯放置在铝板上，吊篮提起挂在铁丝支架的横梁上，保证铜丝吊篮被水覆盖，且不能接触烧杯壁，等到天平数据稳定后按下清零键。
镊子夹紧试样放入水中的吊篮里，保证试样表面与吊篮有最大的接触面积。用手移动吊篮在铁丝支架横梁上的位置保证不能碰到烧杯内壁。注意观察试样表面是否有气泡，一旦气泡出现则用镊子把试样夹出烧杯，放在干净的称量纸上擦干再放入吊篮里称量。等天平数据稳定后记录在表3.1中，每个试样只称量一次数据m2，记录在表3.1中。