金属材料热处理实验指导
淬火报告
金属热处理实验报告题目： 45钢淬火回火正火退火学院：化学材料与工程专业：材料金属班级：学号：学生姓名：指导教师：一、实验目的1、了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）的工艺方法；2、研究冷却条件对钢性能的影响；3、认识碳钢经各种热处理后的显微组织，进一步了解碳钢经热处理后，在组织和性能上有什么改变。
二、实验材料与设备：45#钢试样若干，不同的淬火介质（水、盐、碱、油）；抛光剂、研磨膏、硝酸酒精（4%），炉子，抛光机，预磨机，硬度计（显维魏氏），金相显微镜，切割机三、实验原理：金属材料的热处理是依据固态相变原理进行的。
相变是一种非常普遍的现象，固体材料的组织、结构在温度、压力、成分改变时所发生的转变称为固态相变。
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、正火、淬火及回火等退火：工件加热Ac1或Ac3上（发生相变）或Ac1下（发生相变），保温一定时间，缓冷下来通过相变获得珠光体组织或发生相变消除应力降低硬度种热处理方法正火：工件加热Ac3或Accm上30~50℃保温一定时间稍大于退火冷却速度冷却下来获得片层间距较小珠光体组织淬火：工件加热相变温度上保温定时间而快速冷却下来种热处理方法获得马氏体回火：将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。
低温回火得回火马氏体组织保持高硬度情况下降低了钢应力和脆性；温回火得回火托氏体组织；种组织具有高弹性极限和屈服极限具有较好韧性；高温回火得回火索氏体组织获得强度、韧性、塑性都较好综合机械性能四、实验过程与数据处理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3次（2）将试样放入加热炉中，打开加热炉。
使其温度上升到850 ºC 开始计时。
保温30分钟。
（3）30分钟后，取出试样对其进行水，油，盐水，碱水冷。
金属材料及热处理实验指导书
金属材料及热处理实验指导书周萌 祝金兰 编著沈阳建筑大学交通与机械工程学院机械电子工程实验教学中心2006年2月实验一金属材料的硬度试验一． 实验目的1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2.了解布氏，洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。
二．概述金属的硬度可以是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够给出金属软硬度的数量概念。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性，微量塑变抗力，塑变强化能力以及大量形变抗力。
硬度值越高，表明金属抵塑性变形能力越大，材料产生塑性变形能力就越困难。
另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标Ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定意义。
硬度的实验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又可以为布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度等。
压入法硬度实验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大与最大正应力），因而无论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb = K·HB式中：σb ----- 材料的抗拉强度值；HB ----- 布氏硬度值；K ----- 系数。
退火状态的碳钢 K=0.34～0.36合金调质钢 K=0.33～0.35有色金属合金 K=0.33～0.53（3）硬度值对材料的耐磨性，疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
（5）设备简单，操作迅速方便。
三、布氏硬度（HB）（一）布氏硬度实验的基本原理布氏硬度实验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图 1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F四求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。
实验1金属材料硬度测定
金属材料及热处理实验指导书〔2022-2022 秋季学期〕指导教师：***实验1 金属材料硬度测定一、实验目的1.理解不同种类硬度测定的根本原理及常用硬度试验法的应用范围。
2.学会使用布氏、洛氏、维氏硬度计并掌握相应硬度的测试方法。
二、实验原理概述金属的硬度可以认为是金属材料外表在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种才能。
硬度测量可以给出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属外表以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因此硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑性变形抗力、塑性变形强化才能以及大量变形抗力。
硬度值越高，说明金属抵抗塑性变形的才能越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其他力学性能〔如强度、塑性〕之间有着一定的内在联络，所以从某种意义上说硬度的大小对于材料的使用寿命具有决定性的作用。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于测量铸铁、非铁金属及经过退火、正火和调质处理的钢材。
洛氏硬度试验——主要用于测量成品零件。
维氏硬度试验——主要用于测定较薄材料和硬材料。
显微硬度试验——主要用于测定显微组织组分或相组分的硬度。
1.布氏硬度布氏硬度实验是施加一定大小的载荷F，将直径为D的钢球压入被测金属外表〔如图1-1所示〕保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属外表上所压出的凹痕面积A凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。
其计算公式如下：HB=F/A凹〔1-1〕式中HB——布氏硬度；F——施加外力，N；A凹——压痕面积，mm2。
图1-1 布氏硬度的试验原理根据压痕面积和球面面积之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕局部的球面面积为：A凹=πDh 〔1-2〕式中D——钢球直径，mm;h——压痕深度，mm。
由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易故可将式〔1-2〕中的h改换成d来表示，这样可以根据集合关系求出(D/2)-h=[(D/2)2-( d/2 )]1/2h=[D-(D2-d2)1/2]/2 〔1-3〕将式(1-2)和式(1-3)代入式(1-1)既得HB==(1-4)当试验力P 的单位是N 时HB= = (1-5)式中的d 是变数,故只需测出压痕直径d,根据D 和F 值就可以计算出HB 值。
《热处理工艺学》实验指导书
《热处理工艺学》实验指导书实验一 钢的淬透性（2课时）一、实验目的1．熟悉用顶端淬火法测定钢的淬透性；2．确定实验用钢的临界淬透直径；3．比较碳钢与合金钢的淬透性。
二、实验原理淬透性是指钢在一定的冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力，通常用淬透性曲线图来表示。
淬透性大小是钢的一种重要技术性能，它是设计机械零件的一项重要数据，因此几乎大部分钢种均要进行淬透性的测定。
测定钢的淬透性方法很多，有顶端淬火法、断口检验法、U 曲线法、临界直径法及计算法等。
目前国内外广泛应用的是顶端淬火法。
顶端淬火法比较简便，适用范围较广，通常用于结构钢淬透性的测定，也可用于弹簧钢、轴承钢及合金工具钢等。
我国国家标准中规定的两个淬透性检验方法为：GB227-63碳素工具钢淬透性试验法，GB225-63结构钢顶端淬透性试验法。
本次实验课只做顶端淬透性试验。
顶端淬透性试验法：顶端淬透性试验法是将一圆柱形标准试样加热到淬火温度，然后在试样的一个端面喷水淬火，故称为顶端淬火法。
喷水端冷却速度最大，随着距喷水端距离的增加，冷却速度逐渐减小。
由于冷却速度不同，试样的不同部位转变为不同的组织。
不同的组织反映出性能上的差异；测出沿试样长度方向硬度值的变化，根据硬度值绘成的曲线即为淬透性曲线。
具体试验方法如下：1．试样——标准试样尺寸为直径25mm ，长度100mm 的圆柱形试样；2．加热——加热是在温度均匀的电炉中进行，40钢加热温度830-850℃，40Cr 钢加热温度840-860℃。
保温时间30~50分钟。
为保持试样表面不发生脱碳及氧化，试样通常是装进保护盒子内再放入加热炉中进行加热的，试样周围填充铁屑及木炭，末端处可铺放少量的石墨粉。
按保护盒的大小应适当增长保温时间，以保证试样本身仍能有足够的保温时间。
3．顶端淬火——淬火是在特制的淬火器上进行的。
喷水口的内径为12.5mm ，试样末端与喷水口的距离为12.5mm 。
淬火前将喷水柱的自由高度调节到65±10mm ，调整后，用玻璃板将喷水柱盖住，如试样架上有水应檫干；准备好后将试样由炉中取出放入淬火支架上，立即抽掉玻璃板开始往试样喷水淬火。
钢的热处理实验报告
预习报告一、实验目的1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程；2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响；3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。
二、实验原理钢的热处理就是对钢在固态范围内的进行加热、保温和冷却，以及改变其内部组织，从而获得所需要的性能的一种加工工艺。
热处理的基本工艺有退火、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，是热处理成功的基本保证。
三、实验过程1、设计可使材料达到实验性能要求的热处理工艺2、对所给退火态试样进行硬度测定3、按所给定工艺进行热处理4、测定处理后试样的硬度以及检验所订工艺。
对测试结果进行分析，必要时修改实验方案，重新实验四、实验仪器1、最高加热温度达1000℃的各种实验用箱式电阻炉2、可供冷却的介质水和油3、测试硬度的设备有洛氏硬度计4、捆绑式样的细铁丝，夹持试样的铁钳一、实验目的1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程；2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响；3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。
二、实验原理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)℃(完全退火)。
共析钢和过共析钢加热至Ac1+(20~30)℃(球化退火)，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Ac3十(30~50)℃；共析钢加热至Ac1+ (30~50)℃；过共析钢加热至A ccm+ (30~50)℃，即加热到奥氏体单相区。
(3) 淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1十(30~50)℃；(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按加热温度高低回火可分为三类：低温回火中温回火高温回火。
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。
钢的热处理及热处理后显微组织的观察实验报告
实验（实习）报告
实验名称钢的热处理及热处理后显微组织的观察班级姓名
组别学号
五、实验报告要求
1.按实验结果完成下表
45 T12 测
试记录
加热温度保温
时间
冷却
时间
回火
温度
硬度
HRC
加热
温度
保温
时间
冷却
时间
回火
温度
硬度
HRC
860℃10min
空冷
5min
无
780℃10min
水冷
0.5min
无油冷
2min
无
水冷
0.5min
无
水冷
0.5min
200℃
10min
水冷
0.5min
400℃
10min
水冷
0.5min
600℃
10min
2.在显微镜下观察45 钢的退火、正火、淬火、回火处理后的组织，并在下图中绘出组织特征，标明热处理状态。
3.在显微镜下观察T12 的淬火、回火后组织，并在下图中绘出组织特征，标明热处理状态。
热处理实验报告
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770℃左右，30钢在860℃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30～50℃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，一律用洛氏硬度测定）。
再将试样放入箱式电炉中，t10钢在770℃左右，30钢在860℃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。
材料科学基础实验指导书
实验一碳钢的热处理实验一、实验目的1. 熟悉碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。
2. 了解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热处理后性能的关系。
3. 分析淬火及回火温度对钢性能的影响。
4. 学会采用不同的热处理工艺，将会得到不同的组织结构，从而使钢的性能发生变化。
二、实验内容和要求热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。
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，通过这样的工艺使钢的性能发生改变。
热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织发生了质的变化。
采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。
正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。
Fe-FeC 相图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。
实际加热时的临界点标注为：Ac1、Ac3、Ac cm实际冷却时的临界点标注为：Ar1、Ar3、Ar cm1、加热温度（1）退火加热温度：完全退火加热温度，适用于亚共析钢，Ac3+（30~50℃）；球化退火加热温度，适用于共析钢和过共析钢，Ac1+（30~50℃）。
（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；过共析钢是Ac cm+（30~50℃），也就是加热到单相奥氏体区。
（3）淬火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac1+（30~50℃）。
（4）回火温度：钢淬火后必须要回火。
回火温度决定于最终所要求的组织和性能。
按加热温度，回火可分为低温、中温及高温回火三类。
2、加热时间热处理加热时间与许多因素有关，例如工件的尺寸、形状、使用的加热设备、装炉量、钢的种类；热处理类型、钢材的原始组织、热处理的要求和目的等。