GCr15轴承钢热处理后相结构和尺寸变化研究(9)
马氏体体积V1=c×a2，铁素体体积V2=a03，以碳含量为1.0%为例，若p=1.0%,常温下，纯铁α相中 =0.28663nm，则
V1=（2.8663+0.116×1.0）×（2.8663-0.013×1.0）2=24.2799（Ǻ3）
V2=2.86633=23.5486（Ǻ3）
V1/ V2=1.0310，（V1- V2）/ V2=1.0310
即马氏体的体积比铁素体大3%左右，马氏体的密度比铁素体的密度小3%左右。
为试样常温下的密度，V为试样的体积，m1为试样第一次称量质量，m2为试样第二次称量质量。据平衡方程知：
m1g=gv （2）
m1g-液gv=m2g （3）
液以1.0g/cm3计算，则
=液/（1-m2/m1） （4）
也就是说，现在0.1mg精度的分析天平完全可以称量出钢从马氏体转为铁素体引起的密度变化。
2.1.2 实验材料
天安轴承厂GCr15轴承钢22.5mm10mm四个，分别进行了表1的热处理。对G3分两半，一半编号G5，另一半编号G6。对G4分成两半，另一半编号G7，进行热处理如下表：
表1 试样热处理工艺
编号 热处理工艺
G1 835℃真空淬火，-196℃液氮冷处理，160℃回火2h
G2 835℃真空淬火，-80℃干冰冷处理，160℃回火2h
G3 835℃真空淬火，160℃回火2h
G5 835℃真空淬火，160℃回火2h+240℃回火0.5h+300℃回火0.5h
G6 835℃真空淬火，160℃回火2h+240℃回火0.5h+400℃回火0.5h
G4 835℃真空淬火，480℃回火2h
G7 835℃真空淬火，480℃回火2h+700℃回火0.5h
2.1.3 主要实验仪器与试剂
马弗炉1台、砂轮机1台、分析天平1台、250ml烧杯一个、铝板三脚架1个、平整铁丝支架1个、不锈钢镊子1把、铜丝吊篮1个、称量纸、吹风机1个、无水乙醇试剂若干、纯水若干。
图2.1.1分析天平
2.1.4 实验方法
准备材料：对需要处理的试样，用马弗炉（上海金相机械设备有限公司），按照表2的热处理进行处理，待冷却，用打磨机（上海市大新砂轮机厂）和砂纸去除表面锈蚀部分。
二次称重：用酒精清洗待测试样后，用吹风机吹干试样，冷却后，用分析天平测质量，三次取平均值，记录如表3。把铝制三脚架置于称量盘之上，保持无接触状态，把装有蒸馏水的烧瓶放于三脚架上，支架放于托盘上，吊篮悬挂与支架上，稳定后，清零。把试样放于吊篮中，确保试样被完全浸没，稳定后记录数值，如表2。
2.1.5 实验结果与分析
计算每个试样的密度，记录在表2中。
二次称重法记录的数据，并计算出密度，如表2：
表2 试验测得数据
质量/g
编号 m11 m12 m13 m1 m2 (g/cm3)
G1 29.863 29.863 29.864 29.8633 26.026 7.7811
G2 29.880 29.878 29.879 29.879 26.041 7.7850
G3 29.884 29.886 29.884 29.8845 26.048 7.7895