金属材料工程综合性设计性实验报告

金属热处理综合性、设计性实验报告课题名称：45号钢正常淬火与回火专业:金属材料工程

班级: 3班

姓名：訾春雨

学号：０9０702４３08

指导教师:马臣

实验地点:佳木斯大学金属材料教研室

实验课题名称:4５号钢的淬火与回火

实验课题目的:对比在不同温度下对４５号钢进行淬火，回火实验。后的组织及其硬度HＲC之间的影响

实验组成员: 组长:陈伟强

组员：訾春雨

霍长亮

孙国威

刘继宗

王晓旭

杨建

一、实验目的

通过选材，测试原材料硬度，设计热处理工艺，进行热处理(淬火，回火)，测试处理后材料硬度，制备金相组织，在显微镜下进行观察。研究组织构成，分析材料成分、性能、热处理工艺组织结构之间的关系。培养综合分析能力。

二.实验设备

砂轮机,火花图谱，热处理中温炉5台，高温炉１台,金相磨抛光机４台,金相显微镜３台,布氏硬度计１台,洛氏硬度计3台,盐水1桶，机油1桶。金属材料试件（5种)

三．实验步骤

1．材料选择：

拟制造零件：拖拉机传动轴、活塞销、收割机刀片、锉刀、滚动轴承等。

根据零件挑选试样,后用砂轮机磨试样，观看活化形貌,对照火花图谱，鉴别材料。

材料牌号判定结果：4５号钢

2．试样力学性能测定:

3．设计热处理工艺:

根据材料牌号,计划用于制造活塞销零件。采用回火工艺,零件硬度要求达到5０-65ＨRC

查表制定热处理工艺。

淬火温度:800℃

保温时间：t=KD K=1.0min/ｍm D为零件直径t＝1×30=30分钟

淬火介质：水

回火温度：４００℃

回火时间：240分钟

画出热处理工艺

4．热处理试验:

将淬火炉 炉温升到8００℃ 回火炉 炉温升到４00℃、放入工件，保温６0分后，进行淬火和回火。

5．热处理后材料硬度测试:

用ＨR150洛氏硬度计测量淬火,回火后试样硬度。

测试淬火后硬度值：56.4ＨRC

回火后硬度值：３1．2ＨRC-

6．制备金相试样:

通过磨平、粗磨、抛光、腐蚀与吹干等制样步骤，制备金相试样。(写明过程）

1.取样

用金相切割机或线切割机床截取，切割时要用水冷却，以免试样受热引起组织变化纵向取样,大小通常一般为φ1２×15mm 圆柱体

２．磨光

目的是得到一个平整光滑的表面。磨光分粗磨和细磨。

粗磨：一般材料可用砂轮机将试样磨面磨平；要倒角倒边。

细磨:目的是消除粗磨留下的划痕，为下一步的抛光作准备，细磨又分为手工细磨和机械细磨。

手工细磨：选用不同粒度的金相砂纸(１８0、240、４00、600、８０0),由粗到细进行磨制。磨时将砂纸放在玻璃板上,手持试样单方向向前推磨，切不可来回磨制，用力均匀，不宜过重。每换一号砂纸时,试样磨面需转90°,与旧划痕垂直，以此类推,直到旧划痕消失为止。试样细磨结束后,用水将试样冲洗干净待抛。

３．抛光

目的是去除试样磨面上经细磨留下的细微划痕,使试样磨面成为光亮无痕的镜面。此次使用的是机械抛光。

机械抛光在金相抛光机上进行。抛光时，试样磨面应均匀的轻压在抛光盘上。并将试样由中心至边缘移动。并做轻微移动。在抛光过程中要以量少次数多和由中心向外扩展的原则不断加入抛光微粉乳液,抛光应保持适当的湿度,因为太湿降低磨削力，使试样中的硬质相呈现浮雕。湿度太小,由于摩擦生热会使试样生温,使试样产生晦暗现象，其合适的抛光湿度是以提起试样后磨面上的水膜在3~５秒钟内蒸发完为准。

抛光压力不宜

太大,时间不宜太长,否则会增加磨面的扰乱层。精抛光可选用丝绒。抛光前期抛光液的浓度应大些,后期使用较稀的,最后用清水抛,直至试样成为光亮无痕的镜面,即停止抛光。用清水冲洗干净后即可进行浸蚀。然后用吹风机吹干,放在金相显微镜下观察拍照。

7．金相组织鉴定:

在金相显微镜下观察试样制备后的金相组织。

实验材料的显微组织示意图为

材料:4５钢

热处理工艺：８00℃水淬

组织:铁素体

腐蚀剂:4％硝酸酒精溶液

放大倍数:×４０

材料：45钢

热处理工艺：８40℃水淬，400℃回火

组织:回火索氏体

腐蚀剂:４%硝酸酒精溶液

放大倍数:×400

8．验证选材和工艺正确性

通过硬度测试和组织观察，表明材料牌号正确，选用热处理工艺合适，达到设计要求。

四、实验总结

通过试验,学会鉴定材料牌号的方法，巩固了根据材料成份，设计热处理工艺，掌握了热处理工艺方法,学会了是用硬度计测量材料性能的方法,了解了通过制备金相试样，观察金相组织，判定材料判定和热处理工艺选择的正确性。进一步明确了材料成分、金相组织、热处理工艺与力学性能之间的关系。

五、参考文献

1 刘先曙宋黎明张义吴敏译.《热处理工作者手册——钢的标准操作和程序》机械工业出版社l ９82.

2金属学与热处理手册第三分册钢的热处理Ｈ.T.古德佐夫M．л．别伦施捷茵Ａ.г.拉赫施迪特

３热处理手册第二分册《热处理手册》编委会

4热处理手册第2版第1卷中国机械工程学会热处理专业学会《热处理手册》编委会

5简明热处理手册《简明热处理手册》编写组

6钢铁化学热处理金相图谱第一机械工业部武汉材料保护研究所第一机械工业部上海材料研究所７金属学及热处理大连工学院《金属学及热处理》编写小组

8吴广河《金属材料与热处理》北京理工大学出版社２012年