碳钢的热处理后硬度测定以及金相分析 实验指导书

实验七碳钢的热处理及硬度测定以及金相分析

实验项目名称：碳钢的热处理及硬度测定、金相分析

实验项目性质：综合实验

所属课程名称：金属材料与热处理

实验计划学时：4

一、实验目的

（1）熟悉碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。

（2）了解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热处理后性能的关系。（3）分析淬火及回火温度对钢性能的影响。

（4）学会洛氏硬度计的使用。

（5）学会采用不同的热处理工艺，将会得到不同的组织结构，从而使钢的性能发生变化。

二、实验内容和要求

热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。

热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织发生了质的变化。采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。

普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。

热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。Fe-FeC 相图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。

1、加热温度

（1）退火加热温度：完全退火加热温度，适用于亚共析钢，Ac3+（30~50℃）；

球化退火加热温度，适用于共析钢和过共析钢，Ac1+（30~50℃）。

（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；过共析钢是Ac cm+（30~50℃），也就是加热到单相奥氏体区。

退火和正火的加热温度范围见图2-1所示。

图2-1 退火与正火的加热温度

（3）淬火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac1+（30~50℃），见图2-2。

钢的临界温度Ac1、Ac3及Ac cm，在热处理手册或合金钢手册中均可查到。再经计算可求出钢的热处理温度。也可以利用铁碳相图决定A1、A3及Ac m点的温度再加上10~20℃即近似Ac、Ac及Ac，然后再计算热处理温度。表2-1是

图2-2 淬火加热温度范围

表2-1 各种碳钢的临界温度

（4）回火温度：钢淬火后必须要回火。回火温度决定于最终所要求的组织和性能。按加热温度，回火可分为低温、中温及高温回火三类。低温回火在150~250℃进行回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为HRC60，常用于切削刀具和量具；中温回火是在350~500℃进行回火，硬度约为HRC35~45，主要用于各类弹簧热处理；高温回火是在500~~650℃进行，所得组织为回火索氏体，硬度为HRC25~35，用于结构零件的热处理；高于650℃的回火为珠光体，硬度较低。

例如，45钢的回火温度经验公式如下

T=200+K（60-X）

式中K——系数，当回火后要求的硬度值大于HRC30时，K=11；当硬度值小于HRC30时，K=12；

X——所要求的硬度值（HRC）。

2、加热时间

热处理加热时间与许多因素有关，例如工件的尺寸、形状、使用的加热设备、装炉量、钢的种类；热处理类型、钢材的原始组织、热处理的要求和目的等。上述因素都要综合考虑，具体参考数据可查有关手册。

3、冷却方法

热处理的冷却方法至关重要，控制不同的冷却速度（即采用不同的冷却方式），可得到不同的组织，从而有不同的性能。

（1）退火一般采用随炉冷却，冷到500℃左右，可以出炉空冷，不必在炉中冷到室温。

（2）正火多采用在空气中冷却，大件常进行吹风冷却。

（3）淬火采用急冷方式，即冷却速度应超过钢的临界冷却速度，以保证得到马氏体组织，另一方面冷却速度应当尽量缓慢，以减少内应力，避免变形和开裂。为了调和上述矛盾，可以采用适当的冷却剂和冷却方式。常用的淬火方法有

双液淬火、分级淬火、单液淬火、等温淬火等。

常用的淬火介质有清洁的自来水、浓度为5~10%的NaCl水溶液、矿物油等。

三、实验主要仪器设备和材料

1、箱式电炉及控温仪表；

2.水银温度计；

3.洛氏硬度机；

4.抛光机；

5.金相显微镜；

6.冷却剂：水、油；

7．试样：20钢、45钢、T12钢。

四、实验方法、步骤及测试结果

1．淬火部分的内容及具体操作步骤

（1）根据淬火条件不同，分五个小组进行，见表3-2

（2）加热前先将全部试样测定硬度，一律用洛氏硬度测定。

（3）根据试样钢号，按照Fe-Fe3C相图确定淬火加热温度和保温时间（可按1分钟/每毫米直径计算）。

（4）各组将淬火及正火后的试样表面用砂纸磨平，以测出硬度值（HRC）填入表2-2。

表2-2 淬火实验

注：1~4组各种钢号一块，5组除20、T12钢各一块外，45钢取五块，以供回火用。

2．回火部分的内容及具体步骤：

（1）根据回火温度不同，分五个小组进行，见表3-3。各小组将已经正常淬火并测定过硬度的45钢试样分别放入指定温度的炉内加热，保温30分钟，然后取出空冷。

（2）有砂纸磨光表面，分别在洛氏硬度机上测定硬度值。

（3）将测定的硬度值分别填入表2-3中。

表2-3 回火实验

3．洛氏硬度计测量方法：

（1）选择合适的压头及载荷。

（2）根据试件大小和形状选择载物台。

（3）试件上下两面磨平，然后置于载物台上。

（4）加预载荷，按顺时针方向转动升降机构的手轮，将试样与压头接触，并观察读数百分表上小针移动至小红点上为止。

（5）调整读数表盘，使百分表盘上的长针对准硬度值的起点，如测HRC、HRA硬度时，把长针与表盘上的黑字G处对准；测量HRB时，使长

针与表盘上红字B对准。

（6）加主载荷。平稳地扳动加载手柄，手柄自动长高至停止位置（时间为5~7秒），并停留10秒。

（7）卸除主载荷。扳回加载手柄至原来位置。

（8）读数。表上长针指示的数字为硬度的读数。HRC、HRA读黑数字；

HRB读红数字。

（9）下降载物台，取出试样。

（10）用同样方法在试件的不同位置测三个数据，取其算术平均值为试件的硬度值。

4．各试样金相组织观察。

观察和并绘画各碳钢不同热处理条件下的显微组织特征；

5．注意事项

（1）本实验加热和用的都为电炉，由于炉内电阻丝距离炉膛较近，容易漏电，所以电炉一定要接地，在放、取试样时必须先切断电源。

（2）往炉中放、取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水。

开关炉门要迅速，炉门打开时间不宜过长。

（3）试样由炉中取出淬火时，动作要迅速，以免温度下降，影响淬火质量。

（4）试样在淬火液中应不断搅动，否则试样表面会由于冷却不均而出现软点。

（5）淬火时水温应保持20~30℃左右，水温过高要及时换水。

（6）淬火或回火后的试样均要用砂纸打磨表面，去掉氧化皮后再测定硬度值。

（7）试件的准备：试件表面应磨平、且无氧化皮和油污等；试件形状应能保证试验面与压头轴线相垂直，测试过程应无滑动。

（8）压痕间距或压痕与试件边缘HRA>2.5mm；HRC>2.5mm；HRB>4mm。

不同的洛氏硬度有不同的适用范围，应按附录表2选择压头及载荷。这是因为超出规定的测量范围时，硬度计的精确度及灵敏度均较差，以致结果的准确性较差。例如HRB102，HRC18等的写法是不准确的，是不宜使用的。

五、实验报告要求：

1．实验报告要求内容包括实验目的，实验内容和要求、实验主要仪器设备和材料、实验方法、步骤及结果测试。

2．绘画各种碳钢不同热处理条件的组织特征。

3．分析实验中存在的问题。

六、思考题

1．结合本次实验，分析加热温度与冷却速度对钢性能的影响。

2．结合本次实验，分析含碳量对钢性能的影响。

3．结合本次实验，绘制出45钢回火温度与硬度的关系曲线图。

金相实验报告

金相实验报告 篇一：金相实验报告 广州大学机械与电气工程学院 课程报告 报告题目: 金相实验报告 专业班级:机械111 姓名:邓永明 学号: 1107XX14 组别：第六组 指导老师:胡一丹 完成日期: XX.10.18 一. 热处理工艺分析 1. 正火 （1）工艺内容：正火(英文名称：normalizing)，又称常化，是将工件加热至Ac3(A 是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是 从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全 奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处

理工艺。 其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。根本目的是去 除材料的内应力、降低材料的硬度为接下来的加工做准备。 （2）工艺特点：正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速 度稍大，组织较细。有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷 却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质， 而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制 作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的 效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火 那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在 生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的 低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加

工，一 般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中 碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作 的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴 承钢正火是为了消除组织中的网状碳 化物，为球化退火作组织 准备。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍 快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所 提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生 产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件， 在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于 消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。 正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+

金属材料及热处理实验报告

金属材料及热处理实验报告 学院：高等工程师学院 专业班级：冶金E111 姓名：杨泽荣 学号： 41102010 2014年6月7日

45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 1.加热温度的选择 (1) 2.保温时间的确定 (2) 3.冷却方法 (3) 三、实验材料与设备 (4) 1.实验材料 (4) 2.实验设备 (4) 四、实验步骤 (4) 1.试样的热处理 (4) 1.1淬火 (4) 1.2回火 (5) 2.试样硬度测定 (5) 3.显微组织观察与拍照记录 (5) 3.1样品的制备 (5) 3.2显微组织的观察与记录 (6) 五、实验结果与分析 (6) 1.样品硬度与显微组织分析 (6) 2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响 (6) 2.1淬火温度的影响 (6) 2.2淬火介质的影响 (7) 3回火温度对钢组织与性能的影响 (7) 3.1回火温度对45钢组织的影响 (7) 3.2回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (7) 4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响 (8) 4.1合金元素对钢的淬透性的影响 (8) 4.2合金元素对钢的回火稳定性的影响 (9) 5碳含量对钢的淬硬性的影响 (9) 六、结论 (9) 参考文献 (9)

一、实验目的 1.掌握碳钢的常用热处理（淬火及回火）工艺及其应用。 2.研究加热条件、保温时间、冷却条件与钢性能的关系。 3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 4.观察钢经热处理后的组织，熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。 5.了解金相照相的摄影方法，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验原理 钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。 进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者的规范，是热处理成功的基本保证。 1.加热温度的选择 1)退火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(20—30)℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至Ac1 +(20—30)℃（球化退火），目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切削性能。 2)正火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3 +(30—50)℃；过共析钢加热至Accm +(30—50)℃，即加热到奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围选择见图2.1。 3)淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(30—50)℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30—50)℃，见图2.2。 钢的成分，原始组织及加热速度等皆影响到临界点的位置。在各种热处理手册或材料手册中，都可以查到各种钢的热处理温度。热处理时不能任意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大，氧化、脱碳和变形等都会变得比较严重。各种常用钢的工艺规范见表2.1。 4)回火温度的选择钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能（常常是根据硬度的要求）。按加热温度高低回火可分为三类：

碳钢热处理实验

碳钢热处理实验报告 专业: 班级: 组别: 组员名单： 姓名学号 XX大学机电工程系 指导老师：20XX年X月 碳钢的热处理实验 1 一．实验目的 （1）了解碳钢热处理工艺操作。 （2）学会使用马氏体测量材料的硬度性能值。 （3）探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对40钢和T12钢的组织和性能的影响。

（4）巩固课堂教学所学相关知识，体会材料的成分—工艺—组织性能之间关系。 二、概述 热处理是一种很重要的热加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理 工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来， 通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。 热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构可以发生一 系列变化。采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所 需要的性能。 钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。 三．实验原理 (1)钢的热处理 1.钢的退火： 钢的退火指将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却的过程。钢 的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。 2.钢的正火: 正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空 气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化， 去除材料的内应力，降低材料的硬度。 3.钢的淬火： 所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃，保温 后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临），以获得马氏体组织。碳钢经淬 火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时 间和冷却速度。 2

碳钢的热处理后硬度测定以及金相分析实验指导书

实验七碳钢的热处理及硬度测定以及金相分析 实验项目名称：碳钢的热处理及硬度测定、金相分析 实验项目性质：综合实验 所属课程名称：金属材料与热处理 实验计划学时：4 一、实验目的 （1）熟悉碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。 （2）了解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热处理后性能的关系。 （3）分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 （4）学会洛氏硬度计的使用。 （5）学会采用不同的热处理工艺，将会得到不同的组织结构，从而使钢的性能发生变化。 二、实验内容和要求 热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定 时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。 热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织发生了质的变化。采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。 普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。 热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。Fe-FeC 相图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。 1、加热温度 （1）退火加热温度：完全退火加热温度，适用于亚共析钢，AC3+ （30~50C）；

球化退火加热温度，适用于共析钢和过共析钢，Ac i+ (30~50C) (2)正火加热温度：对亚共析钢是AC3+ (30~50C)；过共析钢是Ac cm+ (30~50C),也就是加热到单相奥氏体区。 退火和正火的加热温度范围见图2-1所示。 图2-1退火与正火的加热温度

20号钢热处理综合实验报告

实验名称：20号钢热处理组织和硬度综合实验 一．实验目的 （1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。 （2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。 （3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。 （4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。二．简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及钢热处理后的显微组织特征 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶

液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 三．简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围 洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC三种硬度。 HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.59mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。 另外： (1)HRC含意是洛式硬度C标尺， (2)HRC和HB在生产中的应用都很广泛

金相实验报告 实验报告范本

实验一 金属材料显微分析的基本方法 一、实验目的： 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则； 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。 通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征； 分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。 二、实验概述： 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试样上观察 材料的组织和缺陷的方法。 1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.金相显微试样的制备方法。 为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到 金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。 金相试样的制备过程主要步骤有： 本实验金相试样制备过程的步骤如下: 3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 分析各种相组分和组织组成物的特征 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁 相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体 区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体

磨制方法 ●砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使 试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。 方式重复进行。

显微组织。 右图为单相组织和 双 相组织的显微组织图 实验概述： 三、实验设备及材料 ?金相分析实验使用的主要仪器设备有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。 ?实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精，脱脂棉等。 实验一金属的显微分析法 实验内容及步骤 ?实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容； ?听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操作规程； ?由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过程的操作，直至制成合格的金相试样； ?在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征，并用摄像机拍照存盘。

碳钢的热处理实验报告-(恢复)

碳钢的热处理实验报告-(恢复)

金属热处理实验报告 张金垚 41030165 材控102班

热处理实验报告（T8钢300℃回火） 一、实验目的 1、了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。 2、研究含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对钢热处理后性能的影响。 3、掌握洛氏硬度机的使用方法。观察热处理后钢的组织特征。 二、实验原理 1、钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临），以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。

（1）淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保 证淬火质量的重要环节。淬火 时的具体加热温度主要取决于 钢的含碳量，可根据相 图确定（如图4所示）。对亚 共析钢，其加热温度为＋ 30～50℃，若加热温度不足（低 于），则淬火组织中将出现铁 素体而造成强度及硬度的降 低。对过共析钢，加热温度为 ＋30～50℃，淬火后可得到细 小的马氏体与粒状渗碳体。后 者的存在可提高钢的硬度和耐 磨性。 （2）保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。

表1 碳钢在箱式电炉中加热时间的确定 加 热 温度(℃) 工件形状 圆柱形方形板形 保温时间 分钟/每毫 米直径 分钟/每毫 米厚度 分钟/每毫 米厚度 700 1.5 2.2 3 800 1.0 1.5 2 900 0.8 1.2 1.6 1000 0.4 0.6 0.8 （3）冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序， 它直接影响到钢淬火后的组 织和性能。冷却时应使冷却速 度大于临界冷却速度，以保证 获得马氏体组织；在这个前提 下又应尽量缓慢冷却，以减少 钢中的内应力，防止变形和开 裂。为此，可根据C曲线图（如

热处理与金相

一、目的 （1）观察碳钢经不同热处理后的基本组织。 （2）了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。 （3）熟悉碳钢几种典型热处理组织的形态及特征。 二、概述 碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线（C曲线）。 铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量，C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。 1、共析钢等温冷却时的显微组织 共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表4－1中。 2、共析钢连续冷却时的显微组织 为了简便起见，不用CCT曲线，而用C曲线（图4－1）来分析。例如共析钢奥氏体，在慢冷时（相当于炉冷，见图4－1中的υ1）应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到υ2时（相当于空冷），得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到υ3时（相当于油冷），得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至υ4、υ5（相当于水冷），很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点（Ms）后，瞬时转变成马氏体，其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度（υ4）称为淬火的临界冷却速度。 3、亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织 亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，如图4－2所示。 当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，如图4－2中υ1），转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。随着冷却速度的增大，即υ3>υ2>υ1时，奥氏体的过冷度逐渐增大，析出的铁素体越来越少，而珠光体的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。 表4－1

《工程材料》热处理实验报告

工程材料综合实验 车辆工程10-1 班 实验者： 陈秀全学号：10047101冯云乾学号：10047103高万强学号：10047105

一实验目的 1区别和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之 间的相互关系； 3、 了解碳钢的热处理操作； 4、 研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、 观察热处理后钢的组织及其变化； 6、 了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。 二实验设备及材料 1、 显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、 金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等； 3、 三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢 20#、中碳钢45#、高碳钢 T10） 三实验内容 三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、 中碳钢和高碳钢，均为退火状 态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 6、 热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。 、 分析碳钢成分一组织一性能之间的关系。 四实验步骤： &观察平衡组织并测硬度： （1） 制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2） 观察并绘制显微组织；

（3）测试硬度。 9、进行热处理。 10、观察热处理后的组织并测硬度： （1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2）观察并绘制显微组织。 五实验报告: 、总结出碳钢成分一组织一性能一应用之间的关系

图1工业纯铁图2工业纯铁图3亚共析钢 图6过共析钢图5共析钢调质处理

图8共晶白口铸铁 图7 亚共晶白口铸铁 图10 20#正火（加热到860C +空冷）图9过共晶白口铸铁 图11 45#调质处理图12 T10正火处理

钢的热处理实验报告

预习报告 一、实验目的 1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程； 2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响； 3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。 二、实验原理 钢的热处理就是对钢在固态范围内的进行加热、保温和冷却，以及改变其内部组织，从而获得所需要的性能的一种加工工艺。热处理的基本工艺有退火、正火、淬火、回火等。 进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者，是热处理成功的基本保证。 三、实验过程 1、设计可使材料达到实验性能要求的热处理工艺 2、对所给退火态试样进行硬度测定 3、按所给定工艺进行热处理 4、测定处理后试样的硬度以及检验所订工艺。对测试结果进行分析，必要时修改实验方案，重新实验 四、实验仪器 1、最高加热温度达1000℃的各种实验用箱式电阻炉 2、可供冷却的介质水和油 3、测试硬度的设备有洛氏硬度计 4、捆绑式样的细铁丝，夹持试样的铁钳

1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程； 2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响； 3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。 二、实验原理 1、加热温度的选择 (1) 退火加热温度 一般亚共析钢加热至A +(20~30)℃(完全退火)。共析钢和过共析钢加热至 c3 +(20~30)℃(球化退火)，目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切A c1 削性能。 (2) 正火加热温度 + (30~50)℃；过共一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢加热至A c1 析钢加热至A ccm+ (30~50)℃，即加热到奥氏体单相区。 (3) 淬火加热温度 一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢和过共析钢加热至A 十 c1 (30~50)℃； (4) 回火温度的选择 钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能按加热温度高低回火可分为三类：低温回火中温回火高温回火。 2、保温时间的确定 为了使工件内外各部分温度约达到指定温度、并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，必须在淬火加热温度下保温一定的时间。通常将工件升温和保温所需时间算在一起，统称为加热时间。 实际工作中多根据经验大致估算加热时间。一般规定，在空气介质中，升到规定温度后的保温时间，对碳钢来说，按工件厚度每毫米需一分钟到一分半钟估算；合金钢按每毫分二钟估算。在盐浴炉中，保温时间则可缩短为空气介质中保温时间的1/2~1/3。 3、冷却方法 热处理时的冷却方式要适当，才能获得所要求的组织和性能。 退火一般采用随炉冷却。 正火采用空气冷却，大件可采用吹风冷却。 淬火冷却方法非常重要，一方面冷却速度要大于临界冷却速度，以保证全部得到马氏体组织；另一方面冷却应尽量缓慢，以减少内应力，避免变形和开裂。为了解决上述矛盾，可以用不同的冷却介质和方法，使淬火工件在奥氏体最不稳定的温度范围内（650℃~550℃）快冷，超过临界冷却速度，而在M （300℃~100℃） s 点以下温度时冷却较慢。

实验二 碳钢的热处理及硬度测试实验报告

实验二碳钢的热处理及硬度测试实验报告 一、实验目的 1. 了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。 2. 研究冷却条件与钢性能的关系。 3. 分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 二、实验设备及材料 1) 箱式电炉及控温仪表； 2) 洛氏硬度机； 3) 冷却剂：水，油（使用温度约20℃）； 4) 试样：45钢。 三、实验内容及步骤 实验分四个小组，依次如下： 退火：取5个试样砂纸打磨去氧化皮→测HRB硬度 第一组：水淬+低温回火 840℃×15min→水冷→去氧化皮→测HRC硬度→200℃×30min低温回火→去氧化皮→测HRC硬度 第二组：油淬 840℃×15min→油冷→去氧化皮→测HRC硬度 第三组：水淬+高温回火 840℃×15min→水冷→去氧化皮→测HRC硬度→550℃×20min高温回火→去氧化皮→测HRC硬度 第四组：正火 840℃×15min→空冷→去氧化皮→测HRC硬度 说明： 1.为便于比较，一律用洛氏硬度测定，但退火状态的试样要用淬火钢球压头，载荷为100kg，即HRB。其余热处理后的硬度测试均用金刚石压头，载荷为150kg，即HRC。 2.由于实验所用试样较小，故低温回火保温时间可为30分钟，高温回火时间可为20分钟，回火后在水中冷却。

3.第一组和第二组共用一个840℃加热炉，且取样冷却时第一组水冷的同学先取；第三组和第四组共用一个840℃加热炉，且取样冷却时第三组水冷的同学先取。 四、注意事项 1．本实验加热都为电炉，由于炉内电阻丝距离炉膛较近，容易漏电，所以电炉一定要接地，在放、取试样时必须先切断电源。 2．往炉中放、取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水。开关炉门要迅速，炉门打开时间不宜过长。 3．试样由炉中取出淬火时，动作要迅速，以免温度下降，影响淬火质量。 4．试样在淬火液中应不断搅动，否则试样表面会由于冷却不均而出现软点。 5．淬火时水温应保持20~30℃左右，水温过高要及时换水。 6．退火、正火、淬火或回火后的试样均要用砂纸打磨，去掉氧化皮后再测定硬度值。 五、实验报告要求 1) 填写表1和表2。 表1 淬火及正火实验 表2 回火实验 2) 分析淬火冷却速度与回火温度对钢组织和性能的影响。

热处理实验报告

《热处理实验》报告 实验名称金属材料热处理实验 学院高等工程师学院 专业班级材E152 姓名魏学源 学号41518120 2018年6月1日

目录 一、实验目的 (3) 二、实验工艺及原理 (3) 1.金属热处理 (3) 2.热处理方法及目的 (3) 3.热处理后的组织 (4) 4.硬度测量原理 (6) 三、实验仪器与设备 (6) 四、实验步骤及具体操作： (6) 1.试样热处理 (6) 2.硬度测量 (7) 3.显微组织观察 (7) 五、实验结果与分析 (8) 实验一：45号钢860°C保温30min水淬，400°C回火40分钟空冷显微组织分析 (8) 实验二：不同试样不同热处理后组织和性能 (9) 1.热处理工艺对试样影响 (10) 1.1淬火温度对试样影响 (10) 1.2冷却速度对试样的影响 (11) 1.3回火工艺对试样影响 (12) 2.合金元素对试样影响 (15) 2.1合金元素对热处理方法的影响 (15) 2.2合金元素对淬硬性的影响 (17) 六、结论 (17) 七、参考文献 (18)

一、实验目的 （1）熟悉基本热处理（淬火、回火）的工艺方法； （2）了解基本的金相分析方法（磨样、抛光、观察金相显微镜）； （3）练习使用洛氏硬度计； （4）熟悉和了解不同组织所对应的微观形貌； （5）分析热处理钢种（含碳量，合金成分）以及热处理工艺（热处理加热温度，冷却速度）的对比对材料组织、性能的影响。 二、实验工艺及原理 1.金属热处理 金属热处理就是在固相状态下，通过温度的变化，即加热—>保温—>冷却的方式，使原有的组织发生固态相变，从而改变原有的相组成以及组织结构等，从而使我们获得所要求性能的一种工艺操作，从而可以充分发挥金属材料的潜力。常用的热处理手段有：退火，正火，淬火，回火，以及表面处理和形变处理。2.热处理方法及目的 2.1淬火 淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体

实验报告：40钢试样退火、正火、淬火、热处理

西安交通大学实验报告 课程_机械工程材料_实验名称____________________ 系别______________________实验日期年月日 专业班号____________ 组别_________交报告日期年月日 姓名_______学号______________报告退发（订正、重做） 同组者____________________________________教师审批签字 实验名称 一、实验目的 （1）了解碳钢热处理操作。 （2）学会使用洛氏温度计测量材料的硬度性能值。 （3）利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后的钢的金相组织分析。 探讨淬火温度、淬火冷却温度、回火温度T12钢的组织和性能影响。 二、实验内容 （1）40钢试样退火、正火、淬火、热处理。 （2）用洛氏硬度计测定试样热处理实验前后的硬度。 （3）观察样品，获取其纤维组织图像 对照金相图谱，分析讨论本次实验可能获得的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。 三、实验概述 （1）热处理工艺参数的确定

Fe-Fe3C状态图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。热处理工艺参数主要包括加热温度、保温时间和冷却速度。 （2）基本组织的金相特征 碳钢经热退火后可得到（近）平衡组织，淬火之后则得到各种不平衡组织。普通热处理除退火、淬火之外还有正火和回火。这样在研究钢热处理后的组织时，还要熟悉索氏体、托氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索式体等基本组织的金相特征。 （3）金相组织的数码图像 金相组织照片可提供材料内在质量的大量信息及数据，金相分析是材料科研、研发及生产中的重要分析手段。 XJP-6A金相显微镜数字采集系统是在XJP-6光学显微镜基础上，添加光学适配镜，通过图像采集和信息化处理，提供计算机数码图像的系统，可获得真实、精细的影像，以及高品质的金相显微组织照片 四、实验材料及设备 （1）砂纸、玻璃板、抛光机等金相制样设备。 （2）40钢 （3）马福电炉 （4）洛氏硬度计 （5）淬火水槽、油槽 （6）铁丝、钳子 （7）金相显微镜、数码金相显微镜

钢的热处理实验报告

金属材料的热处理实验报告 试验项目：45钢淬火及回火前后硬度测量班级：机械一班 组长：林文文学号：0112 组员：竹凌东0111 0113 陈林 0114 陈书尚 指导老师：杨兰英 月八日12试验日期：年2011

45号钢的热处理 一、试验目的 1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解洛氏硬度试验机的主要结构及其操作方法。 3.初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系。 4.分析淬火温度的选择对刚性能的影响。 5.研究冷却条件刚性能的关系。 实验仪器及材料二、三、—150A型洛氏硬度试验机。 四、2.试样:Φ20×10mm 45钢。3.加热炉。 4.磨砂纸 5．冷却液：水（20o C左右）。 HR-150A型洛氏硬度计主要零部件 1.机身 2.加荷手柄 3.升降手把 4.手轮 5.丝杠保护套（内有丝杠） 6.待测试件7主轴 砝码15.砝码变换器14.螺钉13.吊环12.定位标记11.调整块10.大杠杆9.小杠杆8. 16.油针17.油毡18.后盖19.缓冲器20.卸荷手柄21.压头22.上盖23.指示表 24变荷手柄25.工作台 五、实验原理 热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求淬火与回火。（一）钢的淬火 钢的淬火：淬火就是将钢加热到A（亚共析钢）或A（过共析钢）以上30~50o C，保c1c3温后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。 1、淬火温度的选择 正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据Fe-Fe相图确定（如图3-1所3c

碳钢热处理实验报告

碳钢热处理实验报告 篇一：金属材料及热处理实验报告 金属材料及热处理实验报告 学院：高等工程师学院专业班级：冶金E111姓名：学号： 杨泽荣41102010 2014年6月7日 45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目的............................................................... .. (1) 二、实验原理............................................................... .. (1) 1.加热温度的选择............................................................... ............................................ 1 2.保温时间

的确定............................................................... ............................................ 2 3.冷却方法............................................................... ........................................................ 3 三、实验材料与设备............................................................... .. (4) 1.实验材料............................................................... ........................................................ 4 2.实验设备............................................................... ........................................................ 4 四、实验步骤............................................................... .. (4) 1.试样的热处理............................................................... (4) 淬火...............................................................

碳钢的热处理实验报告

碳钢的热处理实验报告 模块一常用金属材料及热处理 项目二钢的热处理 任务一: 钢的普通热处理 一、实验目的 1、了解碳钢的基本热处理(退火、正火、淬火及回火)工艺方法。 2、研究冷却条件对碳钢性能的影响。 3、分析淬火及回火温度对碳钢性能的影响。 二、实验原理 1、钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上30,50?，保温后放入各种不同的冷却介质中( V冷应大于V临 )，以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素:淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 (1)淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证淬火质量的重要环

节。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据相图确定(如图4所示)。对亚共析钢，其加热温度为，30,50?，若加热温度不足(低于)，则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为，30,50?，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬 度和耐磨性。 (2)保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需 时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法 等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。 表1 碳钢在箱式电炉中加热时间的确定 工件形状加热 圆柱形方形板形 温度(?) 保温时间 分钟/每毫米直径分钟/每毫米厚度分钟/每毫米厚度 700 1.5 2.2 3 800 1.0 1.5 2 900 0.8 1.2 1.6 1000 0.4 0.6 0.8 (3)冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后

金相实验报告

南京信息工程大学 材料物理专业实验训练报告 实验名称金相试验 实验日期2013 年12 月17 日得分： 地点： 年级班 姓名学号指导教师 同组人姓名 目录 实验目的……………………………………………...................................................... 实验仪器……………………………………………………………………………….. 实验原理……………………………………………………………………………….. 实验步骤……………………………………………………………………………….. 实验数据表格及数据处理…………………………………………………………….. 实验结果及讨论……………………………………………………………………….. 附：实验原始数据处理……………………………………………………………….. 注意事项 1、禁止随意动设备、仪器、药品及实践场所物品，实践活动在指导教师指导下完成。 2、安全操作，严格注意电、火、水、试剂等具有伤害性带来的危险，不得违章进行任何活动。

金相试验报告 一、实验名称 金相试样的制备与观察 二、实验项目简介 通过制备试样，并在显微镜下观察铝合金的金相组织，使学生掌握金相试样制备的方法，认识铝合金的金相组织和形态特征，建立成分与组织之间相互关系的概念。 三、实验目的 1. 掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法； 2. 掌握金相显微镜的使用方法； 3. 认识铝合金的金相组织； 4. 结合理论，理解铝合金成分与组织之间的相互关系 四、实验要求 1对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识，通过查阅手册和文献了解铝合金常规的金相组织，对有关名词、概念有清楚地认识，了解观察显微组织的原理、方法和作用。 2对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机和显微镜的使用，会判断试样制备的好坏。仪器设备：砂轮机、砂纸、抛光机、金相显微镜等。

金相及热处理实验室简介

金相及热处理实验室 通过实验使学生进一步加深对《金属工艺学》、《机械工程材料》所学课程的理解，基本掌握实验仪器设备的使用，认识不同成分的铁碳合金在平衡状态下的组织形态、了解和鉴别常用的碳钢的显微组织及成分—组织—性能三者之间的关系、学会正确使用显微镜、了解和鉴别各种铸铁在室温时的显微组织、理解组织形态对机械性能的影响。实验室主要配置卧式金相显微镜、台式显微镜、洛氏硬度计、布氏硬度计、金相预磨机、金相切割机、金相试样镶嵌机、金相抛光机等。可进行金属材料的高低倍组织检验、金属显微组织检验、非金属夹杂物显微检验、金属晶粒度测定、化学热处理渗层显微组织检验、脱碳层深度和渗层深度测定等。 金相试样镶嵌机金相切割机金相试样抛光机 金相及热处理实验室主要项目 1.金属材料的硬度； 2.金相显微分析基础知识； 3.铁碳合金平衡组织观察； 4.钢的热处理实验； 5.碳钢热处理后的显微组织观察； 6.钢的淬透性实验； 7.工业用钢、铸铁、有色金属的金相组织观察； 面向专业 机械设计制造及其自动化、材料成型与控制工程

金相及热处理实验室管理制度 一、实验课不得迟到、早退、无故缺席。 二、进入实验室不准喧哗、吵闹、开玩笑。 三、进入实验室前应认真阅读实验指导书，弄清实验目的，明确实验要求。 四、实验课要认真听讲，听从指挥，与指导教师密切配合，搞好教与学的关 系。 五、在没有掌握好仪器、设备等使用方法之前，不得擅自乱动仪器、设备。 否则仪器、设备损坏要追究责任，并按损坏情况，酌情赔偿。 六、为保证实验安全，应在教师的指导帮助下，正确使用仪器、设备。 七、在实验过程中，仪器、设备发生故障，应立即停止实验，并报告指导教 师。 八、未经指导教师许可，不得乱动实验室仪器和设备。 九、应保持实验室清洁，不随地吐痰、丢纸屑。 十、课后要及时做好实验报告。在该次实验后三天内，统一由班学习委员收交实验教师外。实验报告迟交或缺交者，下次实验不得参加。

热处理实验报告

热处理实验报告 专业: 材料 姓名: 学号: 实验报告日期: 5.22 地点: 铸工楼 课程名称:指导老师: 成绩: 材料科学基础2实验实验名称:实验类型: 同组学生姓名: 铸钢件的制备热处理及性能与显微组织检测 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得 一、实验目的 1、了解铸钢件制备技术 2、了解铸钢件热处理工艺 3、了解铸钢件的性能指标及检测方法 4、掌握金相试样制备方法并了解普通碳钢的金相显微组织 二、实验原理 装 (一)铸钢的熔炼 订1、电弧炉熔炼

电弧炉熔炼可采用电弧加热，金属炉料在电弧高温下发热、熔化、过热。电弧炉熔炼工艺可分为熔化 线期、氧化期和还原期。熔化期主要任务是熔化金属材料，并通过造渣来除去钢液中的一部分磷;氧化期的 主要任务是提高钢液温度，去除钢液中的气体以及夹杂物。脱硫，在氧化期中往钢液中加入铁矿并吹氧，钢液中的碳与矿山或氧气的氧化反应生成大量一氧化碳气泡，气泡上浮过程中吸收钢液中的气体以及夹杂物并上浮至钢液表面进入炉渣，达到精炼钢液的目的。氧化期中还需要加入石灰石造渣，其目的是除去钢液中的有害元素硫;还原期的主要任务是脱氧、调整成分，由于氧化期中加入了大量的铁矿石并吹氧，钢液中的氧化铁含量急剧增加，氧化期结束时，钢液中含氧量很高，为了保证钢液质量，必须对钢液进行脱氢处理。还原其脱氧工艺主要以扩散脱氧为主，扩散脱氧的主要原理是降低钢液表面炉渣的氧化铁含量，使钢液中的氧向炉渣扩散，从而降低钢液的含氧量。 2、中频感应熔炼炉熔炼 中频感应熔炼炉是利用感应加热来熔炼金属材料，感应炉内的金属材料在感应圈产生的交变磁场的作用下会发热、熔化，由于是感应加热，材料熔化后，覆盖在刚也表面的炉渣温度很低，炉渣的冶金反应进行很慢。因此，严格意义上来说，中频感应炉熔炼钢液只是重熔，没有氧化期和还原期，也就是说没有对钢液进行精炼，为了提高钢液质量，中频感应熔炼炉熔炼钢液时往往增加了氢气精炼工艺。 (二)铸造碳钢的结晶过程和铸态组织 1、结晶过程 铸造碳钢多为亚共析钢，其结晶过程可分为两个阶段，其一次结晶和二次结晶(参看铁碳相图)

9sicr热处理实验报告

机械工程材料实验报告 一.任务书分析 1.圆板牙的服役条件及可能的失效形式 1.1用圆片板牙加工螺纹时，呈半切削半挤压状态。板牙的内径和中径为切削部 板牙 分，尤其是板牙内径要承受较大的切削力，因此必须具有一定的强度和切削能力。考虑到板牙切削出的螺钉与螺孔配合时应有一定的间隙，并考虑到磨损量，故设计板牙时，应使内径和中径小于螺纹内径、中径的标称尺寸 1.2.1疲劳断裂的分析 疲劳断裂是机械零件在循环应力作用下，将会出现的疲劳断裂。所有机械零件在工作过程中的实效疲劳断裂与断裂失效的50%~90%时，疲劳断裂一般会发生突然，危害性大，疲劳断裂是发生在零件的局部应力区，某些晶粒在变力作用下形成微裂纹，随着循环数增加，裂纹继续扩展，导致最终疲劳断裂。针对疲劳断裂的特点，可以采用各种强化方法来提高零件的抗疲劳能力。 1.2.2 磨损失效的分析 磨损是相互接触的零件间存在滑动时，接触表面会因发生摩擦损坏而引起形状变化的现象，它是一种可以看到的，渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。 磨粒磨损是由于相对运动的物体接触时，滑动表面高低不平，凸出的硬质点将轴的接触面刨出沟槽或划伤而产生的破坏。常见的磨粒磨损有：与切削、磨削加工类似的和有高强度、高硬度的磨粒进入两个接触面间的沟槽。 黏着磨损是在两个相对运动的物体直接接触中，由于接触应力很高而引起塑性变形，导

致物体接触，温度升高并发生黏着、焊合现象，分离时黏合处撕开，从而将小块料撕去，造成表面损伤。 提高耐磨性，一是要材料有高硬度，若材料中存在耐磨硬颗粒，更有利。二是材料具有小的摩擦系数，降低配对材料间的原子结合力，此外，改善润滑条件，细化表面粗糙度，使机械零件保持清洁等，均有利于减少摩擦磨损。 1.2.3 变形失效的分析 变形失效主要有弹性和塑性变形失效。 弹性变形失效是零件过量弹性变形产生的失效。主要是指失去弹性的能力，属于功能失效。引起弹性变形的原因零件刚度不够，除结构因素外，还取决与材料的弹性模量，因此，要预防弹性变形失效，因选择弹性模量高的材料来制作零件。 塑性变形失效是零件因过量塑性变形产生的失效，主要由于应力过大造成的。零件产生塑性变形，是由于实际工作应力超过了这种材料的屈服强度。在设计装配使用正常情况下，应考虑选用高屈服强度材料。 1.3材料的选择及其技术要求 适合做板牙的材料一般有4种 9SiCr、Crl2MoV、Crl2MoV、65Nb 要承受强烈的摩擦，并承受冲击载荷及挤压力，其失效形式通常是齿部磨损、点蚀、崩齿和剥落。板牙一般采用9SiCr、Crl2MoV等合金工具钢制造，要求硬度59～62 HRC。 1.3．1 9SiCr 根据长期积累的经验，将两块搓丝板背靠背绑扎在专用的淬火夹具上，400—500 oC空气炉预热，860～870℃盐浴加热，淬火介质为160—180 oC硝盐或热油；(210～230)℃x2 h x 2次硝盐浴回火，硬度59—6l HRC。 1.3.2 Crl2MoV 制作的板牙有低淬低回和高淬高回两种热处理工艺。高、低淬火工艺各有千秋，笔者主张不高不低的方法，即500℃空气炉烘干，850℃中温炉预热，1050—1060 oC加热，在580～600 oc的中性盐浴中分级3～5 rain，立即放入260～280℃硝盐中等温30—45 rain；(500—520)oC X 2 h×2次回火。结果硬度59～62 HRC，工件畸变小，使用寿命高。 1.3.3 65Nb 600℃、850℃两次预热，1120℃加热，580— 620 oC中性盐浴分级淬火；570 oC×1．5 h x 2次回 火，硬度61．0—61．5 l-IltC。65Nb钢制的板牙使用寿命高，甚至超过进口的同类产品。