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低碳钢亚温淬火工艺研究实验报告

低碳钢亚温淬火工艺研究实验报告
低碳钢亚温淬火工艺研究实验报告

材料成型及控制工程专业

综合性实验

实验报告

学生专业:材料成型及控制工程学生姓名:

学生学号:

所在学院:机电工程学院

报告日期: 2013年5月20日

目录

前言

一、实验综述-------------------------------3 页

二、实验目的-------------------------------9页

三、实验设备-------------------------------10 页

四、实验过程-------------------------------10页

五、实验结果-------------------------------11页

六、实验结果分析---------------------------16页

七、结论-----------------------------------16页

八、参考文献------------------------------- 17 页

前言

亚温淬火定义

亚温淬火洪城临界区淬火或双相区淬火,加热淬火温度为Ac1~Ac3。与完全淬火相比,亚温淬火后硬度稍低,但可显著提高钢的冲击韧性,降低钢的冷脆转变温度,抑制钢的可逆回火脆性,这对于要求强韧性高的亚共析钢零件尤为重要;雅雯粗活加热温度降低50~100℃,从而降低能耗20~30%

亚温淬火的优点

(1)提高钢的室温和低温的冲击韧性。亚温淬火对许多结构钢的室温和低温冲击韧性有不同程度的提高,即随钢含碳量的增加强韧性化效果增加。亦既不牺牲强度情况下提高韧性,从而扩大了材料的使用范围。

(2)降低钢的脆性转变温度。亚温淬火对不同钢种在不同程度上降低了脆性转变温度。使得低碳锰钢的脆性转变温度降低20℃

(3)抑制钢的可逆回火脆性。由于亚温淬火净化晶界,减轻磷偏析,晶粒细化和晶粒边界效应的结果,使不同回火冷却速度对回火冲击韧性已不敏感,即不管回火后快冷或慢冷冲击韧性均提高,这表明钢的可逆回火脆性被抑制了。

亚温淬火的应用

在Ac1~Ac3之间,则加热时组织为奥氏体+铁素体;淬火后,奥氏体转变为马氏体,而铁素体被保留下来,此时淬火组织为马氏体+铁素体(+残余奥氏体),这样就造成了淬火后强度硬度都较低,但塑性韧性较好,相当于渗碳钢的心部组织所以可以用于制造承受高速、中载并要求抗冲击和耐磨损的零件,热别是紫车、拖拉机上的重要齿轮及离合器轴

一、实验综述

20CrMnTi钢综述

本次实验材料选用的是20CrMnTi。其成分见表1-1。

20CrMnTi是中淬透性渗碳钢这类刚有良好的力学性能和工艺性能。淬透性较高,过热敏感性较小,因此这种钢大量用于制造承受高速、中载并要求抗冲击和耐磨损的零件,热别是紫车、拖拉机上的重要齿轮及离合器轴等

低碳钢的亚温淬火热处理组织综述

钢的热处理原理主要是利用刚在加热和冷却时内部组织发生转变的基本规律。根据这些基本规律和要求来确定加热温度、保温时间和冷却介质等相关参数,已达到改善材料性能的目的。刚在热处理条件下所得到的组织与钢的平衡组织有很大的差别,钢加热到临界点(A

)以上时发生奥氏体转变,奥氏体在非常缓慢冷却

1

时才能得到平衡组织状态的珠光体或珠光体+铁素体(或渗碳体),但大部分热处理工艺,如退火、正火、淬火、(回火或时效例外)都是将刚加热到奥氏体状态,然后以不同的冷却速度(或冷却方式)冷却到室温。退火、正火、淬火的冷却速的不同,则会得到不同的组织,其力学性能或物理性能也不同。

热处理工艺加热温度的选择:本次试验要完全退火亚温淬火高温回火工艺在此只对上述用到的热处理工艺进行综述

退火加热温度:一般亚共析钢加热至A c3+(30~50)℃(完全退火)降低硬度、改善高碳钢的切削性能。

亚温淬火加热温度:Ac1~Ac3温度之间如图所示

回火温度的选择:钢淬火后都要回火,回火温度决定于最终要求的组织和性

能(工厂里常常根据硬度要求)

高温回火。在500~650℃的回火称为高温回火,所的组织为回火索氏体,硬度约为25~35HRC。其目的是获得强度、硬度、塑形、韧性都较好的综合力学性能。习惯上将淬火钢加高温回火相结合的热处理工艺称为调质、因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床等的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类。

洛氏硬度试验机的原理及主要结构及其操作方法

洛氏硬度机的原理:

洛氏硬度试验,是用特殊的压头(金刚石压头或钢球压头),在先后施加两个载荷(预载荷和总载荷)的作用下压入金属表面来进行的,总载荷P为预载荷

P 0和主载荷P

1

之和,即p=P

+P

1

洛氏硬度值是施加总载荷P并卸除主载荷P

1

后,在预载荷P

继续作用下,由

主载荷P

1

引起的残余压入深度e来计算

图4洛氏硬度测量原理示意图

图4中,h

0表示在预载荷P

作用下,压头压入被试材料的深度;h

1

表示施加

总载荷P并卸除主载荷P

1,但仍保留预载荷P

时,压头压入被试材料的深度。

深度差e=h

1-h

,该值用来表示被测材料硬度的高低。

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

8.小杠杆9.大杠杆10.调整块11.定位标记12.吊环13.螺钉14.砝码变换器15.砝码

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

硬度测试方法、过程

将经过热处理以后的钢试样用水砂子上擦磨去除表面污垢和氧化层后,置于

洛氏硬度机上测量硬度,为了减小测量误差,应进行多次测量,记录数据。

擦磨方法:先沿着一个方向擦磨直到表面氧化物去除完,然后再沿着垂直方向擦磨使端面平整。

洛式硬度机的使用方法

1)将试样上下两面磨平,然后置于载物台上。

2)选择压头及载荷。

3)加预载。按顺时针方向转动升降机构的手轮,使试样与压头接触.并观察显示器上光标移动至满载为止。

4)加主载。

5)读硬度值。

6)卸主载。

7)下降载物台。逆时针转动加载手柄至原来位置。

8)用同样的方法在试样的不同位置测三个数据,取其算术平均值为试样的硬度。

本次实验采用TH300洛氏硬度机,其实验条件见表0-0

表0-0 热处理条件

为了减小实验设备所引起的误差,在测试硬度之前,用标准硬度块进行校对。校对以后,再对试样进行硬度测试。为了增加硬度数值的可靠性,每个试样进行5次硬度测试:即在试样的中心进行一次测量,临近四个角部进行测量,5个数据求平均值。

观察金相操作方法

掌握金相显微试样的制备过程和基本方法,并观察、认识其金相显微组织;1实验仪器及材料

1 仪器:台式金相显微镜、预磨机、砂纸、抛光机、吹风机等。

2 材料;待磨试样每人一块;各号金相砂纸一套;腐蚀剂;无水乙醇; 4 %

硝酸酒精;制备好的工业纯铁试样,棉球、镊子等。

2、内容

在利用金相显微镜观察、分析和研究金属材料的金相显微组织时,需要在该材料的典型部位截取样块,然后通过一系列的制备过程,制成符合要求的金相显微试样。即在金相显微镜下可以观察到很清晰的金相显微组织,其整个过程即为磨片。

机械抛光

机械抛光可分为粗抛和细抛两个步骤,均在抛光机上进行。粗抛时转速要高些,细抛或抛软材料时转速要低些,所用抛光材料由抛光布和抛光粉,抛光布蒙在抛光盘上,不同要求应适当选用不同的抛光布。粗抛时常用帆布、粗呢等,精抛时常用绒布、细呢、丝绸等。机械抛光的方法及注意事项如下:A.抛光粉要配制成抛光液使用,比例大约为水:粉=20:1 左右。

B.抛光时应使试样磨面均衡地压在旋转着地抛光盘上,压力不宜过大,并应使试样沿抛光盘的半径方向从中心到边缘来回移动。

C.抛光过程中要不断注入适量的抛光液,抛光布上的抛光液不宜太多或太少,以试样表面提起后几秒内能干为宜。

D.抛光后期,应使试样在抛光盘上各方向转动,以防止钢中夹杂产生拖尾现象。

E.抛光时间不宜过长,以防抛光表面层金属变形。

化学浸蚀

经抛光后而没有浸蚀的试样在显微镜下除了能观察到非金属夹杂物(石墨、氧化物、硫化物等)及其本身所具有的孔洞、裂纹等缺陷之外,看不到金属内部的组织,必须经过浸蚀。

利用化学浸蚀剂,通过化学或电化学作用显示金属的组织:

浸蚀方法:将已抛光好的试样磨面先用轻水冲洗干净,然后用酒精棉清擦一遍,再将试样浸入浸蚀剂中,或用镊子夹着蘸上浸蚀剂的棉球擦其磨面。浸蚀的时间依不同合金及不同组织而定,一般碳钢和铸铁浸蚀的时间大约在 10~15 秒内即可。用酒精冲洗干净,吹干,将浸蚀完的试样放在显微镜下,就可以观察到金属内部的显微组织。

化学浸蚀剂种类很多,一般碳钢及铸铁所用浸蚀剂为3~5%的硝酸酒精。电子摄像技术

将磨好的金相试样放在显微镜的载物台上,选好放大倍数以后,调整粗调手轮和微调手轮,直接在与显微镜相连的电脑显示屏幕上调清楚焦距,获得清晰的金相图片。

二、实验目的

1. 学习热处理加热炉、硬度计、金相显微镜等设备的原理、结构以及操作规范。

2. 学习亚温淬火热处理规范、硬度测试规范、金相试样加工规范、组织测试规范。让我们理论联系实践更加充分的学习理解我们所学的知识。

三、实验设备

1、箱式电阻炉;型号:砂型sx2-4-10;额定功率4kw;额定电压220v;额定温度1000℃;炉膛尺寸300×200×120mm。

2、亚温淬火:水(使用温度约20℃)

3、TH300洛氏硬度机砂轮机;金相砂纸;MPOTM160E磨抛机;吹风机;抛光剂氧化铬抛光织物:纺绸 OLYMPUS GX51光学显微镜:放大倍数分别为:200倍,400倍,500倍。

4、试样材料:20CrMnTi

四、实验过程

1. 热处理加工方法、过程

20CrMnTi的热处理过程

文字叙述:

1、对20CrMnTi钢进行退火

(1)打开加热炉。使其温度上升到880 oC将试样置于加热炉中待温度上升到880oC开始计时,保温30分钟。

(2)30分钟后,断开开关使试样随炉冷却

(3)待试样完全冷却,用磨砂纸将其表面磨平整光滑。对试样进行抛光腐蚀后观察金相

(4)、测量试样的硬度并计入表格中。

2、对20CrMnTi钢进行淬火

(1)打开加热炉。使其温度上升到830 oC将试样置于加热炉中待温度上升到830oC开始计时,保温25分钟。

(2)25分钟后取出放入水中进行淬火

(3) 待试样完全冷却,用磨砂纸将其表面磨平整光滑。对试样进行抛光腐蚀后观察金相

(4) 测量试样的硬度一共5次。并计入表格中。

3、对20CrMnTi钢进行回火

(1)打开加热炉。使其温度上升到660oC将试样置于加热炉中待温度上升到660oC始计时,保温30分钟

(2)30分钟后断开开关使得试样随炉冷却到600oC一下,取出空冷至室温

(3)待试样完全冷却,用磨砂纸将其表面磨平整光滑。对试样进行抛光腐蚀后观察金相

(4)测量试样的硬度一共5次。并计入表格中

五、实验结果

1. 热处理加工结果

20CrMnTi在880℃温度下退火得到铁素体+珠光体,其硬度、强度低,塑性、韧性好。

在830℃亚温淬火得到铁素体+100%板条马氏体,其强度、硬度高但是组织不均匀忽高忽低、耐磨性好

在660℃高温回火得到铁素体加粗粒状渗碳体强度硬度有所降低但是塑形

韧性提高

2. 硬度测试结果

20CrMnTi的硬度测试结果

退火硬度采用布氏硬度 880℃退火硬度值为115HB

(硬度:HRC)

3. 组织分析结果

20CrMnTi的组织图(完全退火)铁素体+珠光体

20CrMnTi钢880℃退火金相组织(×200)

20CrMnTi钢880℃退火金相组织(×400)

20CrMnTi钢880℃退火金相组织(×500)20CrMnTi的组织图(830亚温淬火)铁素体+马氏体

20CrMnTi钢830℃淬火金相组织(X200)

20CrMnTi钢830℃淬火金相组织(X400)

20CrMnTi钢830℃淬火金相组织(X500)20CrMnTi的组织图(660高温回火)铁素体+粗粒状渗碳体

20CrMnTi钢660℃回火金相组织(X200)

20CrMnTi钢660℃回火金相组织(X400)

20CrMnTi钢660℃回火金相组织(X500)

六、实验结果分析

1. 20CrMnTi钢的组织情况

淬火后,从铁碳相图可以看出,淬火温度830℃对于含碳量0.36%的20CrMnTi 几乎快要达到临界点Ac

以上奥氏体转变温度,从而奥氏体组织含量已经很高,

3

其后以大于临界冷却速度进行水冷。从上述组织图中可以看见板条马氏体和针状马氏体和铁素体,无残余奥氏体,由于马氏体的出现,因此,可以判定,830℃亚温淬火后20CrMnTi模具钢的硬度将大大提高,硬度值达到53.8HRC而660℃高温回火后得到的是铁素体+回火索氏体强度实质是铁素体+粗粒状的渗碳体,试样的硬度明显下降,平均硬度值为28.9HRC,塑形韧性得到很大程度上的提高。

七、结论

根据20CrMnTi热处理实验结果,可以得出如下结论:

(1)20CrMnTi 830℃淬火(保温25分、水冷)后的组织为板条马氏体+针状马氏体+铁素体,组织细小均匀、合金元素溶解充分、硬度和冲击韧性匹配良好。

(2)20CrMnTi经660℃回火(保温30分)后,板条尺寸有一定量的减小,

析出的碳化物相对细小,弥散分布在整个基体内,硬度有所降低,基本能够满足塑料模具钢使用要求。

(3)适当延长回火时间有利于提高材料的冲击韧性和延伸率,但过多会造成生产周期过长、成本提高,还会是组织粗化,强度、硬度降低。所以回火时间不宜过长。

八、参考文献:

[1] 作者:叶宏金属材料与热处理 P42~P59

[2]周小平主编.金属材料及热处理实验教程.华中科技大学出版社

高频淬火原理及工艺解析

高频淬火含义与原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一、含义 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃,而心部温度升高很小。 二、原理 利用电流的集肤效应,在零件表面形成电流进而加热工件,实现心部和表面不同的热处理状态; 其中根据电流频率的不同分为工频、中频和高频。分别针对不同的淬硬深度和工件大小。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热

零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。 产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个趋肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃,而心部温度升高很小。 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.

工程材料实验报告模板

工程材料实验报告 专业: 姓名:,学号: 姓名:,学号: 姓名:,学号: 青海大学机械工程学院 年月日

工程材料综合实验 ●金相显微镜的构造及使用 ●铁碳合金平衡组织分析 ●碳钢的热处理 ●金相试样的制备 ●碳钢热处理后的显微组织分析 ●硬度计的原理及应用 ●碳钢热处理后的硬度测试 ●常用工程材料的显微组织观察 实验一金相显微镜的构造和使用 一、实验目的 熟悉金相显微镜的基本原理、构造;了解金相显微镜的使用注意事项,掌握金相显微镜的使用方法。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1)金相显微镜的基本原理2)金相显微镜的构造3)显微镜使用注意事项 四、实验步骤 五、实验报告 实验二铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 (1)熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 (2)了解铁碳合金中的相与组织组成物的本质、形态及分布特征。

(3)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、实验设备及材料 三、实验内容 1)铁碳合金的平衡组织 2)各种组成相或组织组成物的特征 3)铁素体与渗碳体的区别 四、实验步骤 五、实验报告 实验三碳钢的热处理 一、实验目的 1)熟悉钢的几种基本热处理操作:退火、正火、淬火、回火 2)了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能的影响。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1)加热温度的选择 2)保温时间的确定 3)冷却方法 四、实验步骤 五、实验报告 实验四金相试样的制备 一、实验目的 1)了解金相试样的制备过程。 2)学会金相试样的制备技术。

二、实验设备及材料 三、实验内容 1)取样 2)镶样 3)磨制 4)抛光 四、实验步骤 五、实验报告 实验五碳钢热处理后的显微组织分析 一、实验目的 观察碳钢热处理后的显微组织 二、实验设备及材料 三、实验内容 1)钢冷却时所得到的各种组织组成物的形态 2)钢淬火回火后的组织 四、实验步骤 五、实验报告 实验六硬度计的原理及应用 一、实验目的 1)熟悉洛氏硬度计、布氏硬度计、显微硬度计的原理、构造。 2)学会三种硬度计的使用 二、实验设备及材料 三、实验内容 1)洛氏硬度实验原理 2)布氏硬度试验原理 3)显微硬度计的原理 四、实验步骤 五、实验报告 实验七碳钢热处理后的硬度测试

45钢高频淬火.

45钢高频淬火性能研究 学号: 姓名:

45钢高频淬火性能研究 45钢经过调质处理后,有良好的综合性能,广泛应用于各种重要零件,如连杆,齿轮,轴类,不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。 本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响,采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化,对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善,表面为淬火马氏体,而心部仍为正火组织,使得试件既耐磨又有很强的韧性,所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。 关键词: 45钢高频感应淬火金相硬度

目录 第一章前言.............................................. 错误!未定义书签。(一)感应加热淬火工艺概述.. (1) (二)感应加热淬火技术特点 (2) (三)高频感应淬火技术的应用.......................... -错误!未定义书签。(四)感应加热淬火技术的发展............................ 错误!未定义书签。(五)感应淬火常见问题及原因............................ 错误!未定义书签。(六)45钢齿轮热处理................................... 错误!未定义书签。第2章工艺方案制定与实验过程............................ 错误!未定义书签。(一)工艺设定.......................................... 错误!未定义书签。(二)实验过程.......................................... 错误!未定义书签。 (1)实验目的......................................... 错误!未定义书签。 (2)实验材料......................................... 错误!未定义书签。 第3章实验结果及分析.................................... 错误!未定义书签。(一)硬度分析.. (12) (二)结论.............................................. 错误!未定义书签。 致谢 (12) 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。

低碳钢、铸铁的拉伸试验

工程力学实验报告 实验名称: 试验班级: 实验组号: 试验成员: 实验日期:

一、试验目的 1、测定低碳钢的屈服点 σ,强度极限bσ,延伸率δ,断面收缩率ψ。 s 2、测定铸铁的强度极限 σ。 b 3、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象(如屈服、强化、颈缩等),并绘制拉伸曲线。 4、熟悉试验机和其它有关仪器的使用。 二、实验设备 1.液压式万能实验机; 2.游标卡尺 三、设备简介 万能试验机简介 具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机,万能材料试验机一般都由两个基本部分组成; 1、加载部分:利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形,从而使试件受到力的作用,即对试件加载。 2、测控部分:指示试件所受载荷大小及变形情况。 四、实验原理 低碳钢和铸铁是工程上最广泛使用的材料,同时,低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时,可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段: σe

(1)弹性阶段(Ob段) 在拉伸的初始阶段,ζ-ε曲线(oa段)为一直线,说明应力与应变成正比,即满足胡克定理,此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料的比例极限(ζ p ),线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。 线性阶段后,ζ-ε曲线不为直线(ab段),应力应变不再成正比,但若在整个弹性阶段卸载,应力应变曲线会沿原曲线返回,载荷卸到零时,变形也完全 消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限(ζ e ),一般对于钢等许多材料,其弹性极限与比例极限非常接近。 (2)屈服阶段(bc段) 超过弹性阶段后,应力几乎不变,只是在某一微小范围内上下波动,而应变却急剧增长,这种现象成为屈服。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极 限(ζ s )。 当材料屈服时,如果用砂纸将试件表面打磨,会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力,这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的,故称为滑移线。 (3)强化阶段(ce段) 经过屈服阶段后,应力应变曲线呈现曲线上升趋势,这说明材料的抗变形能力又增强了,这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载,则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线(如d-d'斜线),其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时,变形并未完全消失,应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变,相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后,立即再加载,则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此,如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验,其比例极限或弹性极限将得到提高,这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一个最高点,该最高点对应的应力称为材料的 强度极限(ζ b ),强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷F b 。 (4)局部变形阶段(ef段) 试样拉伸达到强度极限ζ b 之前,在标距范围内的变形是均匀的。当应力增 大至强度极限ζ b 之后,试样出现局部显著收缩,这一现象称为颈缩。颈缩出现

工程材料实验报告

工程材料实验报告 一、实验目的: 1、熟悉并掌握热处理工艺的操作方法; 2、了解45钢、40Cr在室温下的组织结构; 3、了解合金钢经热处理工艺后硬度的测量方法并理解; 4、分析并掌握不同成分合金钢在不同热处理工艺下硬度不同的原因。 二、实验设备: 加热炉、抛光机、硬度测量仪、金相显微镜 三、实验内容: 1、将若干45钢、40Cr放在加热炉中,设定加热温度860℃,进行加热; 2、对加热到设定温度的试样做不同的冷却处理(油冷、水冷、空冷); 3、将一部分油冷和水冷的试样放到不同温度(200℃、400℃、600℃) 加热炉中做回火处理,有些试样不进行回火; 4、将经过正火和淬火未回火的试样打磨、抛光,观察金相组织;对经 过淬火和不同温度下回火的试样只进行打磨; 5、对所有试样测量硬度; 6、处理测量数据,比较分析不同成分合金钢在不同的热处理工艺下硬 度不同的原因。 四、数据处理: 材料淬火工艺回火工艺硬度HRC(三点) 45钢860℃×20min 油冷未回火24 26.4 26.5 空冷未回火19 15.5 16 860℃×20min 水冷 未回火55 62 65 200℃×60min 42.5 40.6 49.2 400℃×60min 34 36 35 600℃×60min 17.5 15.5 18.5 40Cr 860℃×20min 油冷未回火52 53 56 空冷未回火21 21.7 23 860℃×20min 水冷 未回火56 57 60 200℃×60min 48.8 49.9 50.5 400℃×60min 43.5 44.5 45 600℃×60min 22.5 21.5 20.5

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45钢高频淬火

45钢高频淬火性能研究 学号: 姓名:

45钢高频淬火性能研究 45钢经过调质处理后,有良好的综合性能,广泛应用于各种重要零件,如连杆,齿轮,轴类,不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。 本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响,采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化,对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善,表面为淬火马氏体,而心部仍为正火组织,使得试件既耐磨又有很强的韧性,所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。 关键词: 45钢高频感应淬火金相硬度

目录 (一)感应加热淬火工艺概述 (1) (二)感应加热淬火技术的特点 (2) (四)感应加热淬火技术的发展 (4) 致谢 (13)

第一章前言 感应淬火是热处理的重要工艺之一,具有加热速度快,节约能源生产效率高,环保,易于操作等优点。对提高零件综合性能有重要影响。 20世纪50年代,感应热处理开始在国内应用,当时此工艺被称做“高周波淬火”。这门热处理新工艺利用线圈电磁感应加热钢铁件是很新奇与吸引人的,它具有加热快、局部淬火、节能、在线生产、便于自动化等特点,很快为热处理工作者所接受。当时感应淬火主要的目标是,提高工件的耐磨性,代替渗碳与氰化,缩短时间周期与降低生产成本。 近几年来,国内感应淬火在提高产品质量,发挥材料生产成本,改善设备性能,增加淬火装置的容器,发展淬火机床,大量采用穿透感应加热淬火工艺,提高机械化和自动化等方面都有了提高。 (一)感应加热淬火工艺概述 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热,工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电 (300-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于零,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃,而心部温度升高很小。 感应加热频率的选择:根据热处理及加热深度的要求选择频率,频率越高加热的深度越浅。 高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。 中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm,一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm,一般用于较大尺寸零件的透热,大直径零件(直径300mm以上,如轧辊等)的表面淬火。 在感应加热表面淬火时产生交变磁场,使得工件中产生出同频率的感应电流。这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到基

低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验

低碳钢和铸铁拉伸压缩实验报告 摘要:材料的力学性能也称为机械性质,是指材料在外力作用下表现的变形、破坏等方面的特性。它是由试验来测定的。工程上常用的材料品种很多,下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表,分析材料拉伸和压缩时的力学性能。 关键字:低碳钢 铸铁 拉伸压缩实验 破坏机理 一.拉伸实验 1. 低碳钢拉伸实验 拉伸实验试件 低碳钢拉伸图 在拉伸实验中,随着载荷的逐渐增大,材料呈现出不同的力学性能:

低碳钢拉伸应力-应变曲线 (1)弹性阶段(Ob段) 在拉伸的初始阶段,ζ-ε曲线(Oa段)为一直线,说明应力与应变成正比,即满足胡克定理,此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料的比例极限(ζ p ),线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。 线性阶段后,ζ-ε曲线不为直线(ab段),应力应变不再成正比,但若在整个弹性阶段卸载,应力应变曲线会沿原曲线返回,载荷卸到零时,变形也完全 消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限(ζ e ),一般对于钢等许多材料,其弹性极限与比例极限非常接近。 (2)屈服阶段(bc段) 超过弹性阶段后,应力几乎不变,只是在某一微小范围内上下波动,而应变却急剧增长,这种现象成为屈服。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极 限(ζ s )。 当材料屈服时,如果用砂纸将试件表面打磨,会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力,这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的,故称为滑移线。 (3)强化阶段(ce段) 经过屈服阶段后,应力应变曲线呈现曲线上升趋势,这说明材料的抗变形能力又增强了,这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载,则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线(如d-d'斜线),其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时,变形并未完全消失,应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变,相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后,立即再加载,则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此,如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验,其比例极限或弹性极限将得到提高,这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一个最高点,该最高点对应的应力称为材料的 强度极限(ζ b ),强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷F b 。 (4)局部变形阶段(ef段) 试样拉伸达到强度极限ζ b 之前,在标距范围内的变形是均匀的。当应力增 大至强度极限ζ b 之后,试样出现局部显著收缩,这一现象称为颈缩。颈缩出现后,使试件继续变形所需载荷减小,故应力应变曲线呈现下降趋势,直至最后在f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处,断口形状呈杯状,这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。 (5)伸长率和断面收缩率 试样拉断后,由于保留了塑性变形,标距由原来的L变为L1。用百分比表示的比值 δ=(L1-L)/L*100% 称为伸长率。试样的塑性变形越大,δ也越大。因此,伸长率是衡量材料塑性的指标。 原始横截面面积为A的试样,拉断后缩颈处的最小横截面面积变为A1,用百分比表示的比值

纯弯曲实验报告

《材料力学》课程实验报告纸 实验二:梁的纯弯曲正应力试验 一、实验目的 1、测定矩形截面梁在只受弯矩作用的条件下,横截面上正应力的大小随高 度变化的分布规律,并与理论值进行比较,以验证平面假设的正确性,即横截面上正应力的大小沿高度线性分布。 2、学习多点静态应变测量方法。 二:实验仪器与设备: ①贴有电阻应变片的矩形截面钢梁实验装置 1台 ②DH3818静态应变测试仪 1件 三、实验原理 (1)受力图 主梁材料为钢梁,矩形截面,弹性模量E=210GPa,高度h=40.0mm,宽度 b=15.2mm。旋动转轮进行加载,压力器借助于下面辅助梁和拉杆(对称分布)的传递,分解为大小相等的两个集中力分别作用于主梁的C、D截面。对主梁进行受力分析,得到其受力简图,如图1所示。 (2)内力图 分析主梁的受力特点,进行求解并画出其内力图,我们得到CD段上的剪力为零,而弯矩则为常值,因此主梁的CD段按理论描述,处于纯弯曲状态。主梁的内力简图,如图2所示。 Page 1 of 10

《材料力学》课程实验报告纸 (3)弯曲变形效果图(纵向剖面) (4)理论正应力 根据矩形截面梁受纯弯矩作用时,对其变形效果所作的平面假设,即横截面上只有正应力,而没有切应力(或0=τ),得到主梁纯弯曲CD 段横截面上任一高度处正应力的理论计算公式为 z i i I y M = 理论σ 其中,M 为CD 段的截面弯矩(常值),z I 为惯性矩, i y 为所求点至中性轴的距 离。 (5)实测正应力 测量时,在主梁的纯弯曲CD 段上取5个不同的等分高度处(1、2、3、4、5),沿着与梁的纵向轴线平行的方向粘贴5个电阻应变片,如图4所示。 在矩形截面梁上粘贴上如图5.3所示的2组电阻应变片,应变片1-5分别贴在横力弯曲区,6-10贴在纯弯曲区,同一组应变片之间的间隔距离相等。 Page 2 of 10

工程材料综合实验报告

工程材料综合实验 1.金相显微镜的构造及使用 2.金相显微试样的制备 3.铁碳合金平衡组织观察 实验目的 1、了解金相显微镜的光学原理和构造,初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显微镜进行显微组织分析。 学习金相试样的制备过程,了解金相显微组织的显示方法。 3、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织,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。 实验步骤与过程 金相显微镜的构造及使用 ①.实验原理 由灯泡发出—束光线,经过聚光镜组(一)及反光镜,被会聚在孔径光栏上,然后经过聚光镜组(二),再度将光线聚集在物镜的后焦面上。最后光线通过物镜,用平行光照明标本,使其表面得到充分均匀的照明。从物体表面散射的成象光线,复经物镜、辅助物镜片(一)、半透反光镜、辅助物镜片(一)、棱镜与半五角棱镜,造成一个物体的放大实象。该象被目镜再次放大。照明部分的光学系统是按照库勒照明原理进行设计的,其优点在于视场照明均匀。用孔径光栏和视场光栏,可改变照明孔径及视场大小,减少有害漫射光,对提高象的衬度有很大好处。

②.主要结构 1.底座组: 底座组是该仪器主要组成部分之一。底座后端装有低压灯泡作为光源,利用灯座孔上面两边斜向布置的两个滚花螺钉,可使灯泡作上下和左右移动;转松压育直纹的偏心圈,灯座就可带着灯泡前后移动,然后转紧偏心圈,灯座就可紧固在灯座孔内。 灯前有聚光镜、反光镜和孔径光栏组成的部件,这织装置仅系照明系统的一部分,其余尚有视场光栏及另外安装在支架上的聚光镜。通过以上一系列透镜及物镜本身的作用,从而使试样表面获得充分均匀的照明。 2.粗微动调焦机构: 粗微动调焦机构采用的足同轴式调焦机构。粗动调焦手轮和微动调焦手轮是安装在粗微动座的两侧,位于仪器下部,高度适宜。观察者双手只需靠在桌上及仪器底座上即可很方便地进行调焦,长时间的使用也不易产生疲劳的感觉。旋转粗动调焦手轮,能使载物台迅速地上升或下降,旋转微动调焦手轮,能使载物台作缓慢的上升或下降,这是物镜精确调焦所必需的。右微动手轮上刻有分度,每小格格值为0.002毫米,估读值为0.001毫米。在右粗动调焦手轮左侧,装有松紧调节手轮,利用摩擦原理,根据载物台负荷轻重,调节手轮的松紧程度(以镜臂不下滑,且粗、微动调焦手轮转动舒适为宜)。这也就解决了仪器长期使用后因磨

高频淬火操作规程

高频淬火操作规程 1、高频操作者必须经培训合格才能上岗。 2、机床启用首先打开供水系统,然后合上机床电源,依次接通一灯丝、二档灯丝电压,接通高压,调节输出电压旋扭, 使电压达到所需工作电压即可。(停机:高压输出指示回到零,依次反向返回关闭。供水系统延迟30分钟关闭) 3、在没有接通电源的情况下安装加热感应器,降压圈与感应器连接处应接触良好,如有氧化物应用砂布或其它方法清除。 调整感应器与工件间的间隙和高度,并保持与侧板平行。(即是调整X、Y、Z方向位置,并记下数据) 4、高频淬火冷却介质常用水与一定浓度的淬火液,淬火介质温度≤50℃;对某些工件不能满足要求时,允许适当调整淬火 液浓度,但必须确保硬度合格,无淬火裂纹。 5、生产前需对淬火液喷管进行排除空气,淬火液无明显白色泡沫。 6、高频淬火有效淬硬层深,按热处理工艺卡中检测要求与相关标准进行取样与测量,使其符合技术要求。 7、操作者需根椐工艺的要求,感应器的不同,淬火方法的不同(定点或连续)调整工艺参数,每批零件生产前需试淬火 1-2件。经检测无高频淬火裂纹,硬度与淬硬层深度合格后方能批量生产。 8、生产过程中操作者必须随时观察机床电压波动、工件与感应器相应位置与间隙带来的温度、加热区域、位置的变化。 对喷液管偏移造成的冷却能力变化,必要时应随时进行调整。 9、高频淬火零件应及时回火,一般在淬火后2小时以内进行,对于含碳量≥0.50%的碳钢、合金钢及厚簿悬殊的产品须 在1.5小时内回火。 10、需返工的工件,返修前应是先进行感应正火处理,以防重淬产生裂纹,工件只允许返工一次。 11、生产过程中操作者应对工件进行(前时、中时、末时)不少于三次的硬度检验。 12、当操作过程中出现异常状态时,应立即关闭操作电源,及时报告车间主管,进行调整或安排检修。 13、操作场地应保持清洁、干燥无水,操作踏板上应有干燥的绝缘橡皮,以保证操作者的安全。

材料的拉伸试验实验报告

材料的拉伸试验 实验内容及目的 (1)测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服强度s σ、抗拉强度b σ、伸长率δ和断面收缩率ψ。 (2)掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法。 实验材料及设备 低碳钢、游标卡尺、万能试验机。 试样的制备 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》,金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 如图1所示,圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度l 称为试样的标距,按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系,分为比例试样和定标距试样。圆形截面比例试样通常取d l 10=或 d l 5=,矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=,其中,前者称为长比例 试样(简称长试样),后者称为短比例试样(简称短试样)。定标距试样的l 与A 之间无上述比例关系。过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接,以保证试样断裂时的断口在平行部分。夹持部分稍大,其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。

(a ) (b ) 图1 拉伸试样 (a )圆形截面试样;(b )矩形截面试样 实验原理 进行拉伸试验时,外力必须通过试样轴线,以确保材料处于单向应力状态。低碳钢具有良好的塑性,低碳钢断裂前明显地分成四个阶段: 弹性阶段:试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载,试样仍恢复原来的尺寸,没有任何残余变形。 屈服(流动)阶段:应力应变曲线上出现明显的屈服点。这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。这时,应力基本上不变化,而变形快速增长。通常把下屈服点作为材料屈服极限(又称屈服强度),即A F s s = σ,是材料开始进入塑性的标志。结构、零件的应力一旦超过屈服极限,材料就会屈服,零件就会因为过量变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限作为确定许可应力的基础。 强化阶段:屈服阶段结束后,应力应变曲线又开始上升,材料恢复了对继续变形的抵抗能力,载荷就必须不断增长。D 点是应力应变曲线的最高点,定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度,即A F b b = σ。对低碳钢来说抗拉强度是材料均匀塑性变形的最大抗力,是材料进入颈缩阶段的标志。 颈缩阶段:应力达到强度极限后,塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧收缩,承载面积迅速减少,试样承受的载荷很快下降,直到断裂。断裂时,试样的弹性变形消失,塑性变形则遗留在破断的试样上。 材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量,单拉时的塑性指标用断后伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。即 %1001?-= l l l δ

工程材料实验报告

工 程 材 料 实 验 报 告 院系:机械工程学院 班级:10届机电一班 组员:魏仕宏 1000407008 崔继文 1000407010 丁元辉 1000407021 郑鹏涛 10004070

实验项目名称:金相试样的制备及铁碳合金平衡组织观察与分析 一、实验目的和要求 1.通过观察和分析,熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织,熟悉金相显微镜的使用; 2.了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征; 3.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、实验内容和原理 1 概述 碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料,它们的性能与组织有密切的联系,因此熟悉掌握它们的组织,对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义。 ⑴碳钢和白口铸铁的平衡组织 平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。从相图可知,所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)所组成。但是,由于碳含量的不同,结晶条件的差别,铁素体和渗碳体的相对数量、形态,分布和混合情况均不一样,因而呈现各种不同特征的组织组成物。碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。 a)工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F),F为白色块状(如图1所示); b)亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P),F呈白色块状,P呈层片 状,放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。碳质量分数大于0.6%的亚共析 钢,室温平衡组织中的F呈白色网状包围在P周围(如图3所示); c)共析钢——室温时的平衡组织是珠光体(P),其组成相是F和Fe3C(如图4、5所示); d)过共析钢——室温时的平衡组织为Fe3CⅡ+P。在显微镜下,Fe3CⅡ呈网状分布在层片 状P周围(如图6所示); e)亚共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Ld'。Fe3CⅡ网状分布在粗大块 状的P的周围,Ld'则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所示);

复材综合实验报告

本科实验报告 课程名称: 复合材料工程综合实验 姓 名: 贾高洪 专业班级 复材1301 学 号: 130690101 指导教师: 母静波、侯俊先、王光硕 2016年 5 月 27 日 装备制造学院实验报告 课程名称:__复合材料工程综合实验__________指导老师:实验名称: 手糊成型工艺实验 实验类型:_____操作实验_ 同组学生姓名:_____ _____ 一、实验目的和要求 1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧; 2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡; 3.进一步理解不饱和聚酯树脂、脱模剂和胶衣树脂配方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意义。 二、实验内容和原理 实验内容: 1.根据具体条件设计一种切实可行的制品(脸盆、垃圾桶)。 2.制品约为3mm ~4mm 厚,形状自定。 3.按制品要求剪裁玻璃布、毡。

4.手糊工艺操作,贴制作人标签。 5.固化后修毛边,如有可能还可装饰美化。 6.对自己手糊制品进行树脂含量测定。 实验原理: 手糊成型是最早使用的一种工艺方法。随着坡璃钢工业的迅速发展,尽管新的成型工艺不断涌现,但由于手糊成型具有投资少;无需复杂的专用设备和专门技术;可根据产品设计要求合理布置增强材料的材质、数量和方向,可以局部随意加强;不受产品几何形状和尺寸限制,适合于大型产品和批量不大的产品的生产等特点,至于仍被国外普遍采用,在各国玻璃钢工业生厂中仍占有工要地位。象我国这样人口众多的国家,在相当长的一段时间内,手糊成型仍将是发展玻璃钢工业的一种主要成型方法。 不饱和聚酯树脂中的苯乙烯既是稀释剂又是交联剂,在固化过程中不放出小分子,手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂作为基体。模具结构形式大致分为阴模、阳模、对模三种。 阴模可使产品获得光滑的外表面,因此适用于产品外表面要求较光,几何尺寸较准确的产品,如汽车车身、船体等。阳模能使产品获得光滑的内表面,适用于内表几何尺寸要求较严的制品,如浴缸、电镀槽等。 脱模材料是玻璃钢成型中重要的辅助材料之一,如果选用不当,不仅会给施工带来困难,而且会使产品及模具受到损坏。脱模材料的品种很多,而且又因选用的粘接剂不同而各有所别。常用的脱模剂可归纳为三大类:即薄膜型脱模材料、混合溶液型脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。薄膜型脱模材料有:玻璃纸、聚酯薄膜,聚氯乙烯薄膜,聚乙烯醇薄膜等等。本次实验我们选用聚乙烯醇做脱模剂。 本实验利用手糊工艺制备简单的玻璃纤维增强聚合物基复合材料制件。常温常压固化。 三、主要仪器设备 管式炉:差示扫描量热仪 仪器型号:OTF-1200X 生产厂商:合肥科晶材料技术有限公司 1.手糊工具:辊子、毛刷、刮刀、剪刀。 2.玻璃纤维布、毡,不饱和聚酯树脂,引发剂,促进剂,塑料盆,塑料桶。 四、操作方法和实验步骤 (1)配制脱模剂:聚乙烯醇8克溶解于64克水,在缓慢的加入64克乙醇。 (2)按制件形状和大小裁剪玻璃布或毡备用。 (3)在模具表面均匀连续的用纱布涂上一层聚乙烯醇溶液,脱模剂完全干透后,应随即上胶衣或进

高频淬火原理与应用

高频淬火原理及应用 线圈通以高频电流,产生高频磁场,在铁磁性材料中产生感生电流,由于趋肤效应,感生电流聚积于材料的表面产生热,达到相变温度。激冷达到淬火目的。 感应加热与其它加热炉传导、对流或辐射使工件到达加热温度相比,它具有完全不同的加热原理。其基本原理是:把加热材料(即工件)置于通有交流电流的线圈内,由于交变磁场的作用工件内部会产生感应电势,在感生电势的作用下工件内会产生涡流,依靠这些涡流的能量达到加热目的。 通过热高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC,而心部温度升高很小

词语解释 感应加热频率的选择:根据热处理及加热深度的要求选择频率,频率越高加热的深度越浅。 一、高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。 二、中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm,一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 三、工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm,一般用于较大尺寸零件的透热,大直径零件(直径300mm以上,如轧辊等)的表面淬火。 感应加热淬火表层淬硬层的深度,取决于交流电的频率,一般是频率高加热深度浅,淬硬层深度也就浅。频率f与加热深度δ的关系,有如下经验公式:δ=20/√f(20°C);δ=500/√f(800°C)。 式中:f为频率,单位为Hz;δ为加热深度,单位为毫米(mm)。 感应加热表面淬火具有表面质量好,脆性小,淬火表面不易氧化脱碳,变形小等优点,所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。 感应加热设备是产生特定频率感应电流,进行感应加热及表面淬火处理的设备。

哈工大—低碳钢拉伸试验

试验一 金属材料的拉伸与压缩试验 1.1概 述 拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。任何一种材料受力后都要产生变形,变形到一定程度就可能发生断裂破坏。材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中,不仅有一定的变形能力,而且对变形和断裂有一定的抵抗能力,这些能力称为材料的力学机械性能。通过拉伸实验,可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。例如:弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。除此而外,通过拉伸实验的结果,往往还可以大致判定某种其它机械性能,如硬度等。 我们以两种材料——低碳钢,铸铁做拉伸试验,以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。 这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图,及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。 试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响,就是同一材料由于试件的计算长度不同,其延伸率变动的范围就很大。例如: 对45#钢:当L 0=10d 0时(L 0为试件计算长度,d 0为直径),延伸率A 10=24~29%,当L 0=5d 0时,A 5=23~25%。 为了能够准确的比较材料的性质,对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。按国标GB/T228-2002、GB/P7314-1987的要求,拉伸试件一般采用下面两种形式: 图1.1 1. 10倍试件; 圆形截面时,L 0=10d 0 矩形截面时,L 0=11.3 0S 2. 5倍试件 圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L 0=5.65 0S =π0 45S d 0——试验前试件计算部分的直径; S 0——试验前试件计算部分断面面积。 此外,试件的表面要求一定的光洁度。光洁度对屈服点有影响。因此,试件表面不应有刻痕、切口、翘曲及淬火裂纹痕迹等。 1.2拉伸实验 一、实验目的: 1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。 2.确定低碳钢在拉伸时的机械性能(比例极限R p 、下屈服强度R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、断面收缩率Z 等等)。 3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。 二、实验原理: 拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。在单向拉伸时F —ΔL (力——变形)曲线的形式代表了不同材料的力学性能,利用: 0F S σ= 0L L ε?= 可得到σ—ε曲线关系。

纯弯曲梁的正应力实验参考书报告

《纯弯曲梁的正应力实验》实验报告 一、实验目的 1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律 2.验证纯弯曲梁的正应力计算公式 二、实验仪器设备和工具 3.XL3416 纯弯曲试验装置 4.力&应变综合参数测试仪 5.游标卡尺、钢板尺 三、实验原理及方法 在纯弯曲条件下,梁横截面上任一点的正应力,计算公式为 σ= My / I z 式中M为弯矩,I z 为横截面对中性轴的惯性矩;y为所求应力点至中性轴的距离。 为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片。 实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载采用增量法,即每增加等量的载荷△P,测出各点的应变增量△ε,然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i,依次求出各点的应变增量 σ实i=E△ε实i 将实测应力值与理论应力值进行比较,以验证弯曲正应力公式。 四、实验步骤 1.设计好本实验所需的各类数据表格。 2.测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变 片到中性层的距离y i 。见附表1 3.拟订加载方案。先选取适当的初载荷P 0(一般取P =10%P max 左右),估 算P max (该实验载荷范围P max ≤4000N),分4~6级加载。 4.根据加载方案,调整好实验加载装置。

5. 按实验要求接好线,调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。 6. 加载。均匀缓慢加载至初载荷P 0,记下各点应变的初始读数;然后分级 等增量加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变片的应变值εi ,直到最终载荷。实验至少重复两次。见附表2 7. 作完实验后,卸掉载荷,关闭电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用仪器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。 附表1 (试件相关数据) 附表2 (实验数据) 载荷 N P 500 1000 1500 2000 2500 3000 △P 500 500 500 500 500 各 测点电阻应变仪读数 με 1 εP -33 -66 -99 -133 -166 △εP -33 -33 -34 -33 平均值 -33.25 2 εP -16 -3 3 -50 -67 -83 △εP -17 -17 -17 -16 平均值 16.75 3 εP 0 0 0 0 0 △εP 0 0 0 0 平均值 0 4 εP 1 5 32 47 63 79 △εP 17 15 1 6 16 平均值 16 5 εP 32 65 9 7 130 163 △εP 33 32 33 33 平均值 32.75 五、实验结果处理 1. 实验值计算 根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值△εi ,代入胡克定律计算 各点的实验应力值,因1με=10-6ε,所以 各点实验应力计算: 应变片至中性层距离(mm ) 梁的尺寸和有关参数 Y 1 -20 宽 度 b = 20 mm Y 2 -10 高 度 h = 40 mm Y 3 0 跨 度 L = 620mm (新700 mm ) Y 4 10 载荷距离 a = 150 mm Y 5 20 弹性模量 E = 210 GPa ( 新206 GPa ) 泊 松 比 μ= 0.26 惯性矩I z =bh 3/12=1.067×10-7m 4 =106667mm 4

建筑材料综合实训报告

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目录 1、综合实训的目的 (3) 2、工程资料 (3) 3、实训安排及要求 (3) 4、实训内容 (4) 4.1材料的检测 (4) 水泥检测报告 (5) 水泥检测委托单 (6) 水泥检测原始记录 (7) 砂检测报告 (8) 砂检测委托单 (9) 砂检测原始记录 (10) 石子检测报告 (11) 石子检测委托单 (12) 石子检测原始记录 (13) 4.2混凝土的配合比设计 (14) 混凝土初步配合比计算依据 (14) 混凝土初步配合比计算过程 (14) 4.3混凝土的试拌与调整 (16) 混凝土配合比设计原始记录 (16) 混凝土配合比设计检测报告 (18) 混凝土配合比设计委托单 (19) 5、实训收获、意见与建议 (20) 6、实训参考资料 (21)

1、综合实训的目的 《工程材料》是一门实践性比较强的基础课程,重点在于培养学生的实践动手能力,为今后学生走上工作岗位,打下实践操作基础。本次实训的目的为: 1)巩固《工程材料》课程中有关章节的知识,掌握不同建筑材料的实验原理,方法和步骤,提高学生的实际动手能力,培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 2)按照材料检测实际工作过程,让学生练习常用建筑材料的检验委托、试验、试验结果分析、报告的编制与审核、试验报告的发放等整个过程,培养学生的实际工作能力,以便学生将来毕业后即可顶岗工作。 3)培养学生实事求是,一丝不苟的科学态度和扎实的工作作风。 4)培养学生吃苦耐劳的品格。 2、实际工程资料 3、实训的时间及要求

实训要求: 1)严格遵守实验室管理规定,不乱动、乱摸,爱护实验设备和仪器,注意安全; 2)不大声喧哗,打闹,旷课,一经发现,成绩按不及格论; 3)树立科学、实事求是的学习作风,对实测数据如实整理; 4)严格按照实验操作规程、严禁违规操作; 5)独立完成实训成果的汇总整理和装订,不抄袭; 6)实训期间应积极主动,互相配合,不能互相推诿。 4、实训内容 本次综合实训是结合实际工程材料检测内容,利用工程现场原材料,按照实际工程要求,完成各种材料的检测任务。主要任务如下: 1. 完成水泥检测、砂检测、石子检测、混凝土配合比设计检测等委托单的填写。 2. 完成水泥检测、砂检测、石子检测、混凝土配合比设计、混凝土抗压强度检测实验记录的填写。要求试验记录完善,严禁涂改。 3. 完成水泥检测报告、砂检测报告、石子检测报告、混凝土配合比设计检测报告、混凝土抗压强度检测报告。检测报告要求信息全,数据和试验记录对应,结论正确。 4.1材料性能的检测 水泥的检测、砂的检测、石子的检测

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