碳钢热处理及硬度检测实验指导书

碳钢热处理及硬度检测实验指导书机械工程学院2014.10.8目 录一、实验目的 １二、实验设备和仪器 １三、实验内容及要求 １四、实验原理及步骤 １五、实验结果分析及实验报告要求 ６六、考核方式 ６一、实验目的工艺的感性认识，加深对热处理的了解。二、实验设备和仪器1、HR-150A型洛氏硬度计。2、箱式电炉及控温仪表若干台。3、冷却介质：水、油（室温）4、试样材料：45三、实验内容及要求实验内容：对45钢样品分别进行750800840分析其硬度的变化，找出其规律性，最终确定其合适的热处理工艺。分析碳钢热处理工艺对组织性能的影响规律，撰写完整的实验分析报告。)(如加热温度、保温时间、冷却速度等)下的金相组织变化和性能变化，建立金相组织、性能与热处理四、实验原理及步骤１、实验原理碳钢的热处理工艺种类热处理是改善金属材料的使用性能和加工性能的一种非常重要的工艺方法。在机械工业中，绝１（包括平衡组织与不平衡组织，从而获得所需的性能。过程，只有加热温度超过A3（亚共析钢）或Acm（过共析钢）别地，对过共析钢，在加热到Acm奥氏体晶粒明显粗大。碳钢的热处理工艺制定原则a、淬火温度的选择亚共析钢淬火：淬火温度为Ac3+30-50℃。共析钢、过共析钢淬火温度为Ac1+30-50℃。如图1所示。1碳钢淬火温度范围b、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。式来估算（a。c、冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界C（2２（即与C而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等)。不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。硬度测试原理硬度是衡量材料软硬程度的指标。目前工程上，测定硬度最常用的方法是压入法，该方法所表示的硬度是指材料表面抵抗硬物压入的能力。氏硬度和维氏硬度等试验方法。洛氏硬度3度盘上读出。图2各种淬火方法冷却曲线 图3洛氏硬度试验原理图表1 常用洛氏硬度的试验条件和应用硬度符号压头类型总载荷/kg测量范围应用举例HRA120°金刚石圆锥6070HRA以上硬质合金、表面淬火钢HRBФ1.588淬火钢球10025～100HRB软钢、退火钢、铜合金HRC120°金刚石圆锥15020－67HRC淬火钢件按压头和载荷不同，洛氏硬度分为HRA、HRB和HRC三种类型，如表1所示。３洛氏硬度测量简单易行，压痕小，既可以测量成品和零件的硬度，也可以检测较薄工件或表面较薄硬化层的硬度。三种洛氏硬度中，以HRC应用最多。2、步骤准备工作切割、打磨碳钢棒材，准备淬火试样。注意检查试样，检测硬度的两端面要磨平。选取4个4514，一共4拟定热处理工艺45钢的临界点见表2，试样所采取的热处理工艺见表3。表245钢的临界点牌号牌号临界点（℃）淬火45Ac1Ac3Ms温度（℃）介质HRC724780330820~860水≤594413750、8084℃，在炉中保温36min后（t=aka=1.2min/20070min分组编号表3淬火温度45钢的热处理工艺冷却方式回火温度（℃）冷却方式1（原样）2750水淬200空冷3800水淬200空冷4840水淬200空冷在教师指导下熟悉热处理电炉的使用，掌握控温仪表的使用。熟悉洛氏硬度计的操作步骤，用标准块校准硬度计。ab、旋转指示器外壳，使长针指向、B之间的长线。c、将试件置于工作台上，旋转手轮使工作台缓慢上升，并使试件顶住压头，中途不允许停顿或倒转，直到短针指向红点，长指针旋转三圈垂直上指，加上初试验力。d、按照加荷标牌的加力方向，向硬度计前面方向缓慢（4S左右）拉动加荷手柄至左侧极限位置，加上主实验力。e、当长针转动停止后，即可将卸荷手柄按顺时针方向缓慢（2-3S）主实验力。读取标尺长针数即是所测HRC值。４f、转动手轮使试件下降，直到测试面离开压头。再移开试件。根据拟定淬火加热温度及保温时间，并在温控仪面板上完成对加热温度及时间的设定。将试样放入炉内，关上炉门，按下开关，开始加热。完成热处理之后取出试样。20～30℃左右，水温过高要及时换水。（９）将淬火后测过硬度的试样再次放入热处理电炉，定好温度，加热到设定温度，保温足够时间，然后出炉空冷。测定回火后试样的硬度。（１０）分析不同淬火温度对硬度的影响。并对比分析回火前后硬度值。表445钢淬火后硬度、回火后硬度淬火温度（℃）淬火温度（℃）硬度值（HRC）回火温度（℃）硬度值（HRC）原样750200800200840200从表4可看出，在750~800℃，随淬火温度的升高，硬度值增加，800~840℃，随淬火温度的升高，硬度值变化不大。3、注意事项操作时，切勿打闹，要谨慎操作以免烫伤。持20～30℃再测定硬度值。实验开始前要准备好实验物品，检查碳钢热处理实验用电阻炉及测温、控温装置并妥善放５硬度计等，根据操作规程、按照实验内容要求进行反复调试，确保实验顺利进行。五、实验结果分析及实验报告要求按下列要求完成实验报告。1、简述实验目