金属材料热处理实验

金属材料热处理实验第1页，共16页，2023年，2月20日，星期四1、加热用箱式电阻炉以及控温仪表2、热处理实验用45钢、T10、65Mn钢丝以及低碳钢丝试样一套3、冷却剂：冷水、机油4、砂轮机、洛氏和布氏硬度试验机或者新细锉刀二、仪器、设备和材料

三、操作指导

1退火（正火）材料T10钢手工废锯条1根退火温度750℃～770℃保温时间3～5分钟（锯条加热部热透）冷却方式随炉温冷却（出炉空冷）检验弯折锯条比较其强度及塑性的变化第2页，共16页，2023年，2月20日，星期四2淬火材料T10钢手工废锯条1根淬火温度770℃～790℃保温时间3～5分钟冷却方式水中急冷检验①观察锯条淬火部位呈何颜色②手折锯条看看结果如何3回火材料淬火后的锯条1根回火温度350℃～450℃保温时间3～5分钟冷却方式空冷检验锯条是否具有一定的弹性4弹簧制作Ⅰ材料低碳钢丝1根制作方法将φ2钢丝在芯棒上绕制成弹簧淬火温度820℃～850℃冷却方式水中急冷检验拉、压弹簧，观察结果第3页，共16页，2023年，2月20日，星期四5弹簧制作Ⅱ材料65Mn钢丝1根工艺淬火+中温回火(退火)检验弹簧功能6榔头工艺流程材料45钢手工鎯头工艺淬火+回火（不同冷却方式\回火温度）硬度检测Ⅰ原状态下的榔头硬度值硬度检测Ⅱ中间状态下的榔头硬度值硬度检测Ⅲ最终状态下的榔头硬度值第4页，共16页，2023年，2月20日，星期四四、安全注意事项

★穿戴好防护用品。★操作前应该熟悉零件的工艺要求以及热处理设备使用方法，严格按工艺规程操作。★用电阻炉加热时，工件进出炉应先切断电源，然后取送工件，以防触电。★经热处理出炉的工件，不要用手触摸，以防烫伤。★禁止其他人员接近电炉和工件。★在热处理时候，参加工件热处理的同学不允许脱离岗位，并且时时做记录，内容包括：零件名称、材料、热处理前性能、热处理目的、热处理设备名称与型号、加热温度、保温时间、冷却方式、工件热处理后性能有和不同。第5页，共16页，2023年，2月20日，星期四五、实验步骤

1、认识熟悉热处理设备和工件。45钢2、在对钳工实习时所制作的铁锤进行热处理。把铁锤放在电阻炉中进行加热到800~840℃，保温5~15分钟。必须戴手套，使用夹钳从炉中取出后在冷水中冷却连续调头淬火，浸入水中深度约5mm。待工件呈黑暗色后，全部浸入水或者机油中。从水或者机油中取出，在加热至250℃低温回火（350~500℃中温回火、500~600℃

高温回火）。淬火时水温应保持在20～30oC左右，水温过高应及时换水。3、热处理后的试样磨去两边氧化皮，同时要防止试样温度升高引起组织变化，然后用锉刀检查各人制作铁锤的硬度，填写下表。（洛氏硬度）第6页，共16页，2023年，2月20日，星期四4、新细锉刀硬度在HRC60以上：锉刀打滑或者有刮痕说明工件硬度高于锉刀；锉刀稍用力可锉动工件说明工件硬度为HRC30~40；锉刀不易锉动工件说明工件硬度为

HRC50~55；锉刀只能锉动工件一些说明工件硬度为

HRC55~60。T10锯条5、T10钢手工废锯条1根，进行退火处理。把锯条放在电阻炉中进行加热到750℃～770℃，保温3~5分钟。关闭电源，温度表调零，随炉温冷却至室温，取出检测其性能（硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。第7页，共16页，2023年，2月20日，星期四6、T10钢手工废锯条1根，进行正火处理。把锯条放在电阻炉中进行加热到750℃～770℃，锯条加热部热透，保温3~5分钟。关闭电源，温度表调零，出炉空冷。待至室温检测其性能（硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。7、T10钢手工废锯条1根，进行淬火处理。把锯条放在电阻炉中进行加热到770℃～790℃，保温3~5分钟。关闭电源，温度表调零，取出水中急冷，观察锯条淬火部位呈何颜色，手折锯条看看结果如何，检测其性能（硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。第8页，共16页，2023年，2月20日，星期四8、T10钢手工废锯条1根，进行回火处理。把锯条放在电阻炉中进行加热到250℃～650℃（低温、中温、高温），保温3~5分钟。关闭电源，温度表调零，取出空冷，待冷却至室温，检查锯条是否具有一定的弹性，检测其性能（硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。并填写下表9、将φ2钢丝在芯棒上绕制成弹簧,加热至820℃～850℃,

在水中急冷,拉压弹簧，观察结果。10、将φ2钢丝进行中温回火（400℃～600℃），检验弹簧功能。11、将淬火加中温回火的φ2钢丝加热至770℃进行退火，检验弹簧是否还具有弹性以及其他性能。以上所有加热温度都从室温开始加热，切忌炉尚处高温即开始热处理。整理所记录的数据和材料性能分析。65Mn钢丝第9页，共16页，2023年，2月20日，星期四六、实验思考题1.试叙述热处理的特点，热处理的三个过程。2.解释名词：正火、退火、淬火、回火、调质、淬硬性、淬透性、洛氏硬度。3.试述正火目的、退火目的、淬火目的、回火目的，为什么淬火后要进行回火。4.回火分类，回火温度对钢的性能影响如何？5.45钢制作的铁锤要采取什么样的回火方法？6.什么叫表面淬火？什么情况下零件需要表面淬火？第10页，共16页，2023年，2月20日，星期四7.弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施？提高弹簧质量的措施？8.钢经淬火后为什么一般都要及时进行回火？回火温度不同，钢的机械性能变化趋势如何？9.某厂生产一批齿轮，材料为45钢。要求齿面硬度

HRC50～56。采用的工艺路线：下料→锻造→正火→粗车→淬火+高温回火→精车、齿加工→齿面表面淬火+低温回火→磨削→成品。试分析热处理工艺这样安排的原因，各热处理工序有何作用？第11页，共16页，2023年，2月20日，星期四七、完成实验报告实验目的、实验设备、注意事项、实验步骤(记录数据、工艺曲线、热处理目的特点等)、思考题、实验内容表格、实验心得。八、考核与报告1.分成两组，每组一套试样（炉冷试样可由实验室事先制好）轮换进行。试样编号和热处理内容如附表所示。2.实验后由学生将实验所得的结果进行归纳整理，符合实验规范要求，经教师检验签字后方可离开实验室。3．指导教师对每个实验报告进行批改评分。第12页，共16页，2023年，2月20日，星期四九、附表

表145钢热处理内容第一次热处理内容炉号炉温℃试样编号试样数冷却方式检测硬度力学性能硬度参考值1830℃加热15分钟45-01（退火）1炉冷至650℃空冷≤197HBS45-02（正火）1空冷*≤226HBS45-03~05（淬火）3水冷*〉50HRC45-05（淬火）1油冷*45~55HRC2980℃（5分钟）过热45-06（淬火）1水冷3760℃（18分钟）过冷45-07（淬火）1水冷第13页，共16页，2023年，2月20日，星期四第二次热处理内容炉号炉温℃试样编号试样数冷却方式检测硬度力学性能参考值4200℃（低温回火）45-031水冷*58~64HRC5450℃（中温回火）45-041水冷*20~35HRC6600℃（高温回火）45-051水冷*35~50HRC第14页，共16页，2023年，2月20日，星期四表2T10热处理内容

钢号编号炉号热处理工艺加热温度/0C保温时间/min冷却方式

回火温度/0C

力学性能T10钢013770

炉冷无023770

空冷无033770

油冷无043770

水冷无053-4770

水冷200063-5770

水冷4000