热处理实验报告

1、篇一：钢的热处理实验报告钢的热处理实验报告一、实验目的1、了解热处理对材料性能的影响2、了解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响3、了解用显微镜观察金相的制样过程二、仪器材料箱式电炉（ sx2-4-10 、 sx-4-10 ）、硬度测试仪（ hr-150a ）、 30钢、 t10 钢、砂轮（砂纸）三、实验过程1）、金相的制备 将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光，去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表 面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来， 这样就得到了一块金相样品。2）、钢的热处理淬火和正火 钢的淬火：淬火就是将钢加热到相变温度以上，保温

2、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。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。步骤为： 加热前先对试样进行硬度测定 （为便于比较， 一律用洛氏硬度测定） ；再将试样放入 箱式电炉中，t10钢在770C左右，30钢在860 C左右分别均匀加热 15分钟；然后迅速在水 中冷却，并不断搅拌。将淬火后的试样用砂轮磨平 , 并测出硬度值（ hrc ）填入表 1 中。钢的正火：钢加热到 ac3 （亚共析钢）或 ac1（过共析钢）以上3050C以上，保温适当时 间后，在自由流动的空气中冷却的热处理工艺。步骤为： 加热前先对试样进行硬度测定 （为便于比较，

3、 一律用洛氏硬度测定） 。再将试样放入 箱式电炉中，t10钢在770C左右，30钢在860C左右分别均匀加热 15分钟，后在空气中缓 慢冷却。将正火后的试样用砂轮磨平 ,并测出硬度值（ hrc ）填入表 2中。四、结果及讨论1 、为什么淬火处理后的硬度值比正火处理后的高？ 答：因为淬火冷却速度比正火冷却速度快，由过冷奥氏体的连续冷却转变图像可知淬火后得 到的是马氏体组织， 而正火后得到的组织主要是珠光体。 马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多， 使得晶体的位错滑移阻力增大，从而硬度提高。2、在相同的热处理状态下不同的材料成分对钢的硬度的影响？ 答：钢的硬度与钢的含碳量有关。 30钢是亚共析钢，热处理

4、后室温下的组织为铁素体和珠光 体，而 t10 钢为过共析钢，热处理后室温下的组织为珠光体和渗碳体。渗碳体是脆硬相硬度 比铁素体高，所以在相同的热处理状态下 t10 的硬度比 30钢高。五、结论1 、不同的热处理对材料的性能影响不同。2、不同材料成分的钢在相同的热处理状态下性能不同。篇二：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 411020102014年6月7日45号钢300C回火后的组织观察及洛氏硬度测定目录一 、 实 验 目 的 1.择1热八、2.3.1.料2.1.理热八、1.1火1.22.5 3.照八、

5、3.1备5 3.2录 6五析 1.析2.16 2. 淬 火 温 度 、 淬 6火介质性能响 62.2淬火介质的影响 73 回火温度对钢组织与性能的影响 . 73.1回火温度对45钢组织的影响 73.2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 84.1合金元素对钢的淬透性的影响.84.2合金元素对钢的回火稳定性的影响 95 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

6、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) C (完全退火)；共析钢和过共析钢加热至ac1 +(20 30) C(球化退火

7、)，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) C；过共析钢加热至accm +(30 50) C，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 o3) 淬火加热温度一般亚共析钢加热至 ac3+(30 50) C；共析钢和过共析钢加热至ac1+(3050) C,见图 2.2 o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

8、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：图 2.2 淬火的加热温度范围图 2.1 退火和正火的加热温度范围表2.1常用钢的工艺规范 a.低温回火在150 250C的回火称为低温回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为 hrc60 。其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢的高硬度。 低温回火常用于高碳钢的切削刀具、量具和滚动轴承件。b. 中温回火 在350 500 C的回火称为中温回火， 所得组织为回火屈氏体， 硬度约为hrc40 48。其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。主要用

9、于含碳0.5 0.8%的弹簧钢热 处理。c. 高温回火 在500650 C的回火称高温回火，所得组织为回火索氏体，硬度约为hrc25 35。其目的是获得既有一定强度、硬度，又有良好冲击韧性的综合机械性能。所以把淬火 后经高温回火的处理称为调质处理，用于中碳结构钢。 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。热处理加热时间必须考虑许多因素，例如工件的尺寸和形状，使用的加热设备及装炉量，装 炉时炉子温度、钢的成分和原始组织，热处理的要求

10、和目的等等。1）退火、正火保温时间 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，按工件厚度或直径每毫米需一分钟到一分半 钟估算；合金钢按每毫米二分钟估算。在盐浴炉中，保温时间则可缩短12 倍。2）淬火加热保温时间按下列经验公式估算：t?k?h式中 t 保温时间 （min） ；a加热系数（mi n/mm）（见表2.2 ）;k 工件装炉方式修正系数（一般k = 11.5 ）; h 工件有效厚度（mm）（尺寸最小部位）。表2.2加热系数a （min/mm）可参考经验公式加以确定：3）回火时间回火时间一般从工件入炉后炉温升至回火温度时开始计算。

11、回火时间一般为13h，t?d?b式中t 回火保温时间（min）;d 工件有效厚度（mm）;b附加时间，一般为 1020min ;a加热系数（箱式电炉取22.5mi n/mm ）。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（常化）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，可以采用 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 C）快冷，超过临界冷却速度， 而在m

12、s（300 100C）点以下温度时冷却较慢，理想的冷却速度如图 2.3所示。常用淬火方法有单液淬火、 双液淬火 （先水冷后油冷） 、分级淬火、 等温淬火， 如图 2.4 所示。 表 2.3 中列出了几种常用淬火介质的冷却能力。图 2.3 淬火时的理想冷却曲线示意图 图 2.4 各种淬火冷却曲线示意图篇三： 45 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： 201006040112组员：竹凌东陈林陈书尚指导老师：杨兰英试验日期：年 12 月八日 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.

13、 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。二、实验仪器及材料1. hr 150a 型洛氏硬度试验机。2. 试样：$ 20 X 10mm 45钢。3. 加热炉。4. 磨砂纸5冷却液：水（ 20oc 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 1

14、7. 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. 工作台三、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ac3 （亚共析钢）或ac1 （过共析钢）以上 3050oc,保温后放入

15、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-fe3c 相图确定（如图 3-1 所示）。对 45#钢的亚共析钢，其加热温度为 ac3+3050oc，此实验采用的加热温度为8300。若加热温度不足（低于 780oc 的 ac3 温度），则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低；但过高的加热温度

16、（如超过acm）不仅无助于强度、硬度的增加，反而会由于产生过多的残余奥氏体 而导致硬度和耐磨性的下降。2、保温时间的确定 淬火加热时间实际上是将试样加热到淬火温度所 需的时间及在淬火温度停留所需时间的总和。加 热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所用的加 热介质、加热方法等因素有关，一般按经验公式 加以估算。（经验公式：加热温度为 800oc 的圆柱 形工件，保温时间为 1.0 分钟/ 每毫米）。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，以减少内应力，防 止变形和开裂。为保证

17、淬火效果，应选用适当的冷却介质（如水、油等）。此实验的淬火冷却介质选用水。考虑到实验中加热炉的极限温度，将加热温度定在 800 oc ，保温 15分钟后进行水冷。（ 二 ） 钢的回火 钢经经淬火后得到的马氏体组织质硬而脆 ,并且工件内部存在很大的内应力 , 如果直接进行磨 削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度，甚至 开裂。因此淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得所需的各种不同的组织 和性能。低温回火：回火温度 150250oc;回火后的组织为回火马氏体 +残余奥氏体+碳化物；性 能特点是硬度高，内应力减少。中温回火：回火温度 350500oc

18、 ;回火后的组织为回火屈氏体；性能特点是硬度适中， 有高的弹性。高温回火：回火温度 500650oc ;回火后的组织为回火索氏体；性能特点是具有良好塑 性、韧性和一定强度相配合的综合性能。对碳钢来说，回火工艺的选择主要考虑回火温度和保温时间这两个因素。实验所用试样较小， 故回火保温时间可为 30 分钟，回火温度选择低温回火温度，即： 150250oc。低温回火后在空气中冷却。回火冷却方式：碳钢回火时，一般采用在空气中冷却。四、实验内容与步骤：1、 对 45 钢进行淬火（ 1 ）在进行淬火前先测量实验试样的硬度九次，并将后六次测量的数据计入表格中。（2）、将试样放入加热炉中， 打开加热炉。 使其温度上升到 800 oc 开始计时。 保温 15 分钟。（3）、 15 分钟后，取出试样对其进行水冷。（ 4 ）、待试样完全冷却，用磨砂纸将其表面磨平整光滑。 （5）、再次测量试样的硬度一共五次。并计入表格中。2 、 对 45 钢淬火后进行低温回火（1） 、将回火炉的温度设定在 2