热处理实习报告

实习报告院别：班级：姓名：学号：2010年3月15日一、实习的目的与任务目的：为了加深对课堂所学理论的理解和掌握，达到根据零件的工作条件正确选择材料及正确制定实施热处理工艺的目的，特安排了本次综合实践。《工程材料与热处理》是在若干基础科学的生产实践基础上发展起来的一门科学，但它的一些主要理论是通过实践并总结了实践的规律而建立起来的。实践不仅通过自己的实践来验证课堂的理论知识，加深理解、理论联系实际，而且也可以培养观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力。任务1.根据零件的工作条件选择零件材料及制定正确的热处理工艺；2.选择毛坯的种类、选择成型的方法、绘制出毛坯图；3.制定工艺方案及拟定工艺路线；4.制定正确的热处理工艺，掌握主要热处理工种（如：正火、淬火、回火）的基本操作技能，正确地使用热处理工种的主要设备，独立地完成简单零件的热处理工作；5.通过热处理的质量分析，能初步地运用在《工程材料与热处理》中已学到的基本知识去分析和解决生产中的实际问题；6.能正确使用洛氏硬度计和小型金相显微镜，了解和掌握金属材料金相组织分析的二、实习主要内容：（一）、材料及毛坯类型的选择：钳工凿子（T8）（二）、热处理工艺的制定：1）退火（1）完全退火工艺：a.加热温度：原则上是碳钢为：Ac3＋30～50℃，合金钢为：Ac3＋30～70℃。但在实际生产中，为加速钢奥氏化过程，常常采用更高的温度。常用钢的退火加热温度可查有关资料。b.加热速度：对于一般形状不太复杂、尺寸不是很大的碳钢或低合金钢工件，加热速度可不予以控制。但对中、高合金钢工件，特别是大件，则多采用低温（≤250℃）装炉，分区升温（即升到一定温度后保温再继续加热）的方法。其升温速度在600℃以下宜控制在30～70℃/小时；高于此温度时可控制在80～100℃/小时。c.保温时间：保温时间应以保证奥氏体成分大致均匀为原则。装炉量大时，保温时间应适当延长。在箱式炉中退火，通常可按每mm有效厚度保温1.5～2.5分钟估算。（2）不完全退火工艺：加热温度：碳钢加热至Ac1～Accm(Ac1～Ac3)之间。加热速度、保温时间与完全退火相同。（3）球化退火工艺：按不完全退火工艺执行。2）正火：a.加热温度：Ac3或Accm以上30～50℃。但在实际生产中，除共析钢和过共析钢外，一般都高于这个温度。常用钢的正火加热温度可查有关资料。b.保温时间：大致与完全退火相同。但当加热温度较高时，保温时间可予缩短。3）淬火：a.加热温度：Ac3或Ac1以上30～50℃。但在实际生产中，淬火温度往往超过上述范围。碳钢淬火多按Ac3或Ac1以上30～70℃进行。合金钢的淬火温度一般也是根据其临界点选定，但淬火温度可取上限或更高一些，具体温度可查有关资料。b.保温时间：按经验公式估算：t＝αKD。其中：t——加热时间（分）；α——加热系数（分/毫米），用中温箱式电炉时，碳钢α＝1.0～1.5；合金钢α＝1.2～1.8；K——工件装炉时的间隙系数，实验室条件下可取K＝1.2～2.0；D——工件的有效厚度（毫米）。4）回火：加热温度：查资料或按经验公式确定。如45＃钢可参考经验公式：回火温度（℃）＝200＋11×（60－H）。其中：H——要求工件具有的硬度值（HRC值）。用于其它钢时应作调整，此外还应避开第一类回火脆性温度范围。保温时间：常按经验公式估算：t＝αD＋b。其中：t——加热时间（分）；α——加热系数（分/毫米），用中温箱式电炉时，取α＝2～2.5；b——时间基数，一般为：10～20分钟；D——工件有效厚度（毫米）。（三）、实施热处理工艺1）制定热处理工艺路线下料—→锻造—→球化退火—→机械加工—→淬火—→低温回火—→磨2）热处理的具体操作步骤：钳工凿子（T8）：热处理工序：（1）淬火780℃，保温15分钟，水冷；HRC：＞60；（4﹪硝酸酒精浸蚀时间为：1～10秒钟，即试样变灰色即可）；热处理工序：（2）回火180℃～200℃，保温45分钟，空冷；HRC：64。（4﹪硝酸酒精浸蚀时间为：1～10秒钟，即：试样变灰色即可）。T8钢是共析钢，过热敏感性大，容易出现过热的粗大的马氏体组织，导致工件开裂，淬火后也很少有剩余的碳化物，耐磨性也较差，但大截面工件的中心不会出现网状二次碳化物。、硬度检测：（用洛氏硬度）1.洛氏硬度测试法原理：附图1洛氏硬度试验原理洛氏硬度测试方法是美国冶金学家洛克维尔（StanlyD.Rockwell）于1919年提出的。基本原理是用负荷将金刚石压头（锥角为：120℃的圆锥体）或淬火钢球（直径为：Φ1.588mm）压入被测物表层，稍加停留后卸载，根据压痕深度测出硬度值。洛氏硬度测试方法的优点是：适用范围广，软、硬、厚、薄以及经化学热处理的零件均适用；操作方便，可直接读数，效率高；压痕小，对工件外观影响不大，可在成品件上进行测试。洛氏硬度测试方法的缺点是：精度不够高，当材质存在偏析或不均匀现象时，数值重复性较差。测量结果T8钢热处理前热处理后硬度值（HRC）123平均123平均15142016.3366646565观察相图：（1）、用小型金相显微镜（2）、T8钢在热处理前、后的金相组织结构参考示意图前后 三、实习心得与体会通过实习是在若干基础科学的生产实践基础上发展起来的一门科学，但它的一些主要理论是通过实践并总结了实践的规律而建立起来的。实践不仅通过自己的实践来验证课堂的理论知识，加深理解、理论联系实际，而且也培养了我的观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力。1.退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度后，一般随炉温缓慢冷却。目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。2.正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。3.淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。4.回火操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。5.调质操作方法：淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720度的温度下进行回火。目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂；3.获得良好的综合力学性能。应用要点：1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢；2.不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。6.时效操作方法：将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。目的：1.稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳定形状和尺寸。应用要点：1.适用于经淬火后的各钢种；2.常用于要求形状不再发生变化的紧密工件，如紧密丝杠、测量工具、床身机箱等。7.冷处理操作方法：将淬火后的钢件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－60～－80度或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。目的：1．使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限；2．稳定钢的组织，以稳定钢件的形状和尺寸。应用要点：1．钢件淬火后应立即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力；2．冷处理主要适用于合金钢制的紧密刀具、量具和紧密零件。8.火焰加热表面淬火操作方法：用氧－乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水冷却。目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态。应用要点：1．多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为2～6mm；2．适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。9．感应加热表面淬火操作方法：将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态。应用要点：1．多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件；2．由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1～2mm，中频淬火一般为3～5mm，高频淬火一般大于10mm．10.渗碳操作方法：将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态。应用要点：1．用于含碳量为0．15％～0．25％的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为0．5～2．5mm；2．渗碳后必须进行淬火，使表面得到马氏体，才能实现渗碳的目的。11.氮化操作方法：利用在5．．～600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件表面被氮饱和，形成氮化层。目的：提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。应用要点：多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢，以及碳钢和铸铁，一般氮化层深度为0．025～0．8mm．12．氮碳共渗操作方法：向钢件表面同时渗碳和渗氮。目的：提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。应用要点：1．多用于低碳钢、低合金结构钢以及工具钢制件，一般氮化层深0．02～3mm；2．氮化后还要淬火和低温回火。这些只是知道了大致的步骤，想要具体的知道还需要很长时间的摸索，所以在今后学习工作中要加强自己的动手实践能力的锻炼。短短的热处理实习中，是我对书本里的知识有进一步的掌握，不仅是关于学习的，而且收获了更多的体会与感受，体会到无论是做什么事，都要从基本的做起，感受到把精力与心思投入到所着手的事情中的重要性。我们首先做的是了解，通过阅读实验指导书或通过各种途径查阅有关资料，了解此次试验有关内容。知道到《工程材料与热处理》是在若干基础科学的生产实践基础上发展起来的一门科学，但它的一些主要理论是通过实践并总结了实践的规律而建立起来的。这种自己发现问题，解决问题的方法，更能调动学习的积极性，更有成就感，而且通过各种途径得来的知识印象更深刻。到指定实验室做实验前我们都是提前报到，老师讲有关实验注意内容或实验步骤时，认真听讲，做实验时认真负责，小心谨慎，认真观察。一个人的态度决定了他