钢热处理实例分析
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。
2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
4、了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
5、掌握金属显微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。
二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。
2、热处理后的试件进行硬度测试。
3、热处理后的试样进行组织观察分析和比较。
三、实验设备的使用和注意事项（一）硬度计的原理、使用和注意事项金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下的抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够验出金属材料软硬程度的数量概念。
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，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
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性意义。
硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法硬度试验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不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。
实验三 碳钢的热处理
实验三碳钢的热处理一、实验目的1.了解碳素钢的基本热处理(退火、正火、淬火及回火)的工艺方法。
2.研究冷却条件与钢性能的关系。
..3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。
4.学会洛氏硬度计的使用。
二、实验设备和材料设备: 箱式电炉和控温仪表, 洛氏硬度计, 皮手套, 夹钳, 淬火矿物油, 水, 砂纸等。
材料: 45号钢、T12 钢样若干。
三、热处理工艺及其设计碳素钢普通热处理工艺主要有退火、正火、淬火及回火。
加热温度、保温时间和冷却速度, 是达到热处理良好效果的最重要工艺参数。
（一）设计、制定热处理工艺规范钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织, 而获得所需性能的一种热加工工艺, 它的基本过程包括: 将钢加热到选定温度, 在该温度下保持一段时间, 然后用选定的速度冷却。
由于工件的成份、形状、大小不同, 所以应该选择不同的加热温度、保温时间和冷却速度。
热处理的工艺参数主要包括: 加热温度、保温时间、冷却速度。
1. 加热温度的选择（1）退火：亚共析钢加热至Ac3+(20(C～30(C)(完全退火)；共析钢, 过共析钢加热至Acl+(20(C～30(C)(球化退火), 得到粒状渗碳体, 硬度降低, 以利切削加工。
由于退化时间较长, 本次不做退火实验。
（2）正火: 亚共析钢加热至Ac3+(30(C～50(C)；过共析钢加热至Accm+ (30(C～50(C)。
即加热到奥氏体单相区。
（3）淬火: 亚共析钢加热至Ac3+(30(C～50(C)；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30(C～50(C)。
（4）回火: 碳素钢淬火后需尽快回火, 按加热温度的不同, 可分为三种:低温回火: 加热温度150(C～250(C, 目的是得到回火马氏体, 降低淬火应力, 减少脆性并保持淬火碳素钢的高硬度。
用于切削工具、冷作模具、滚动轴承等。
中温回火：加热温度350(C～500(C, 目的是得到回火托氏体, 较多地降低淬火应力, 有高的韧性和弹性极限。
热处理实习案例分析
40Cr钢淬火冷却方式对其性能的影响张洪美案例一：材料的性能并不单纯取决于材料的种类和成分，通过热处理改变材料内部的组织，将大幅度改变材料的性能。
这不，今天我参与了整个淬火的工艺操作，将直径是¢100的40Cr钢加工的销轴装炉加热，加热到850ºC±10ºC，保温180—200分钟，然后出炉。
先放在空气中冷却大约2-3分钟，眼见工件开始由红变黑，然后迅速放入二硝水溶液中快速冷却，直到冷却均匀为止。
如下图：然后取出喷水继续冷却。
如下图：改变了以前水淬油冷的方式，这样才能满足工件经过淬火回火后具有高的弹性极限、屈服点、和适当的韧性及抗疲劳能力，特别是硬度要求达到42-47HRC。
案例分析：1、为了提高硬度采取的方法，主要形式是通过加热、保温、冷却。
而冷却起着决定性的作用；2、淬火最理想的冷却曲线应该是：3、最常用的淬火冷却介质是水和油、盐水。
工人师傅没有按照教材中所述用水和油作淬火介质，虽然水是应用最为广泛的淬火介质，它不仅廉价易得，而且具有较强的冷却能力。
但它的冷却特性并不理想。
在需要快冷的650～500℃范围内，它的冷却速度较小；而在Ms点附近要慢冷时，它的冷速又太快，易使零件产生变形，甚至开裂。
因此只能用做尺寸较小、形状简单的碳钢零件的淬火介质。
油只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
对于40Cr制造的销轴水淬，硬度达不到要求。
4、而工厂用自己配制的盐水（亚硝酸钠、硝酸钠和水按2：3：5的比例配成的二硝水溶液）淬火，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但快冷势必要造成很大的内应力，易使工件变形严重，甚至发生开裂。
为了防止工件开裂，工人师傅采取了慢—快—慢的冷却方式，就是案例中的空气—盐水—水。
这是根据上图中钢的理想淬火冷却曲线自我设计的方案。
只能说此法比以前改进了很多，能够满足该钢的使用要求。
5、存在的问题是：（1）操作中时间的严格控制是很难做到的，只是凭经验；（2）盐水的使用也只是处于摸索和经验阶段，在实际中，直到目前为止，还没有找到一种淬火冷却介质能符合这一理想淬火冷却速度。
热处理实验报告[5篇范文]
![热处理实验报告[5篇范文]](https://img.taocdn.com/s3/m/f32672df6394dd88d0d233d4b14e852459fb397b.png)
热处理实验报告[5篇范文]第一篇：热处理实验报告篇一:钢得热处理实验报告钢得热处理实验报告一、实验目得 1、了解热处理对材料性能得影响2、了解在相同得热处理状态下材料成分对材料性能得影响3、了解用显微镜观察金相得制样过程二、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）、金相得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得细微磨痕及表面变形层,使磨面成为无划痕得光滑镜面,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)、钢得热处理淬火与正火钢得淬火：淬火就就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同得冷却介质中(v 冷应大于ｖ临）,以获得马氏体组织。
钢经淬火后得组织由马氏体及一定数量得残余奥氏体所组成。
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.将淬火后得试样用砂轮磨平，并测出硬度值(hrc)填入表 1 中。
钢得正火: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,在自由流动得空气中冷却得热处理工艺。
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。
将正火后得试样用砂轮磨平，并测出硬度值(hｒｃ)填入表 2 中。
四、结果及讨论1、为什么淬火处理后得硬度值比正火处理后得高？答:因为淬火冷却速度比正火冷却速度快,由过冷奥氏体得连续冷却转变图像可知淬火后得到得就是马氏体组织,而正火后得到得组织主要就是珠光体.马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体得位错滑移阻力增大，从而硬度提高。
钢的热处理举例
钢的热理举例
本文主要介绍了常见行业的热处理事例，如齿轮热处理、轴承热处理、弹簧钢热处理、模具热处理及轴类热处理等，通过这些事例讲解了不同的热处理工艺及其结果分析等，便于我们掌握和正确运用常见钢材的热处理工艺方法，不至于导致热处理生产过程中造成质量问题。
70钢热处理金相
70钢热处理金相全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：70钢是一种中碳合金钢，具有优异的机械性能和耐磨性，广泛应用于机械制造、汽车制造、船舶制造等领域。
为了进一步提高其综合性能，需要对70钢进行热处理处理，其中金相分析是评定热处理效果的重要手段之一。
金相分析是通过金相显微镜观察金相组织，从而揭示材料的微观结构和性能。
对于70钢的金相分析，主要关注其晶粒结构、组织相、析出相等方面。
70钢经过热处理后的晶粒结构是影响其性能的重要因素之一。
在金相显微镜下观察，晶粒的大小、形状、分布等会直接影响钢的机械性能。
一般情况下，热处理后的70钢晶粒应尽量细小、均匀，且具有较强的晶界强化效果，从而提高其抗拉强度和韧性。
70钢热处理后的组织相也是金相分析的关键内容之一。
组织相是指材料中各种组织的形态、分布和数量，如奥氏体、珠光体、球化铁素体等。
通过观察70钢的组织相，可以了解其相变过程和热处理温度对组织相的影响，进而优化热处理工艺，提高材料的性能。
70钢经过热处理后还会出现一些析出相，如碳化物、氧化物等。
这些析出相的形态、分布和数量会影响70钢的硬度、耐磨性等性能指标。
通过金相分析，可以了解70钢的析出相类型及其在材料中的分布情况，为进一步改善热处理工艺提供依据。
金相分析是评定70钢热处理效果的重要手段之一，通过观察70钢的晶粒结构、组织相和析出相，可以深入了解材料的微观结构和性能变化，指导热处理工艺的优化和改进。
在今后的热处理工艺中，金相分析将继续发挥重要作用，为提高70钢的性能提供科学依据和技术支持。
第二篇示例：70钢是一种重要的工程结构钢，通常用于制造机械零部件和工程用材料。
在其生产过程中，热处理是不可或缺的一步，可以改变钢的组织结构和性能，提高其强度、硬度和耐磨性。
本文将介绍70钢的热处理过程及其金相结构。
1. 70钢的组织结构70钢属于碳素钢，主要成分是碳和铁。
在铁和碳的共同作用下，形成了不同的组织结构，包括铁素体、珠光体和渗碳体。
钢的常用热处理方法及应用
7.中速、重载 齿
8.高速、轻载或高速、中载，有冲源自的小齿 轮轮9.高速、中载，无猛烈冲击，如机床主轴箱 齿轮
10.高速、中载、有冲击、外形复杂的重要 齿轮，如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性 较高，过热敏感性小，渗碳速度快，过渡层 均匀，渗碳后直接淬火变形较小，正火后切 削加工性良好，低温冲击韧性也较好)
表面硬度要求高、变形小的齿 轮。 (2)20Cr：渗碳、淬火、低温 回火56~62HRC，用于高速、
40Cr、40MnB、(40MnVB)：高频淬火，50~55HRC
压力中等、并有冲击的齿轮。 (3)40Cr：调质，
220~250HB，用于圆周速度
20Cr、20MnVB：渗碳，淬火，低温回火或渗碳后高频淬火， 不大，中等单位压力的齿轮；
低速，精度要求不高，稍有冲击，疲劳载荷可
轴
忽略的主轴；或在滚动轴承中工作，轻载，υ ＜1m/s的次要花键轴
类 6.在滚动或滑动轴承中工作，轻或中等载荷转 45：正火或调质，228~255HB；轴颈或装配部位表面淬 速稍高pυ≤150N·m/(cm2·s)，精度要求较高， 火，45~50HRC 冲击，疲劳载荷不大
14.载荷不高的大齿轮，如大型龙门刨齿轮 15.低速、载荷不大、精密传动齿轮 齿 16.精密传动、有一定耐磨性的大齿轮 轮 17.要求抗腐蚀性的计量泵齿轮 18.要求高耐磨性的鼓风机齿轮
19.要求耐磨、保持间隙精度的25L油泵齿轮
20.拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速 箱齿轮 ( m ＝ 6~8)
0.02~3.0mm，硬度高，在共渗层为0.02~0.04mm时 切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和
具有66~70HRC
刀具等
45钢的热处理实验报告
45钢的热处理实验报告一、实验目的本实验旨在探究45钢进行不同热处理方式后的组织结构与硬度变化，为进一步研究45钢热处理工艺提供理论基础与实验依据。
二、实验原理45钢是一种优良的结构钢，其硬度与强度取决于其组织结构。
常见的热处理方式包括淬火、回火、正火等，不同的热处理方式会对45钢的组织结构及力学性能产生不同的影响。
三、实验步骤与方法1. 实验前处理用砂纸打磨45钢试样，将不良表面处理掉，用外观相似的黑钢标记样品以便于进行试样的区分。
2. 预热实验将三个45钢试样放置于烤箱中，以230℃进行预热30分钟。
3. 淬火实验将第一枚试样放入油桶中进行淬火，并将试样的温度下降至室温，记下淬火时间。
4. 回火实验将第二枚试样放入回火炉中，调节温度至300℃，回火30分钟后，取出试样并冷却至室温。
5. 正火实验将第三枚试样放入灰口炉中，调节温度至700℃，保温60分钟后，取出试样并冷却至室温。
6. 试验结果测量用光学显微镜对三个不同处理方式的试样进行观察，并使用维氏硬度计对试样进行硬度测试。
四、实验结果与分析经过淬火处理后，45钢的组织结构呈现出马氏体和残留奥氏体，硬度明显提高；回火处理后，45钢的组织结构变为单一的回火组织，硬度降低；正火处理后，45钢的组织结构呈现晶粒长大和清晰界面，其硬度与淬火处理相比有所降低，但高于回火处理。
五、结论与总结通过本次实验，我们初步探究了不同热处理方式对45钢的组织结构与硬度变化的影响。
淬火处理能使45钢的硬度明显提升，而回火处理则会使45钢的硬度降低。
综合来看，正火处理对45钢的硬度和强度的提升效果相对较为稳定，但可能因为高温处理导致试样形变，需要进一步研究和实验探究其适用范围。
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热处理实例
基本思路： 工作条件（载荷，环境） 失效形式 性能要求 材料 热处理工艺
钢热处实例分析
热处理实例
钢热处理实例分析
一.齿轮热处理
热处理实例
1、工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零件， 受力情况复杂。
2、常见失效形式 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）； 齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）； 断齿（韧性低 或强度低或超载）
半精加工 精车加工 表面淬火
及 低温回火
精磨
钢热处理实例分析
热处理实例
(1)正火(或完全退火） 细化晶粒，调整硬度 加热至Ac3+30～50℃,空冷, 细珠光体+(少量铁素体)
(2)调质热处理 使心部具有良好强韧性 加热至Ac3+30～50℃后淬火+500～600℃高温回火, 回火索氏体
(3)表面感应淬火(表面火焰淬火) 提高表面硬度 表面加热至Ac3+30～50℃，心部没有加热。 淬火后表面获得马氏体, 过渡层马氏体+F＋残余奥氏体, 心部回火索氏体
钢热处理实例分析
一.齿轮热处理
热处理实例
3.齿轮的技术要求
齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能；
齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性。
4.齿轮用钢
低、中碳
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
热处理实例
锻造
正火
球化退火
机加工
淬火 + 冷处理 ( – 60 ～ – 80℃;1h )
低温回火
磨削加工
稳定化处理 ( 120 ～ 150℃；5 ～ 10h )
钢热处理实例分析
二、滚动轴承热处理
5、热处理工艺 ①预备热处理: 正火：消除网状碳化物，细化晶粒 球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备 ②淬火:获得马氏体组织 810～860℃（温度偏高），让Cr尽量溶入A， 又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷 ③冷处理:获得马氏体组织,减少Ar ④低温回火:消除残余应力，保持高硬度.
常用的退火和正火工艺
钢热处理实例分析
热处理实例
最终热处理 :
淬火 得到M组织，提高强度硬度
＋ 回火
低温回火，得到M′，消除应力，保留高硬度 中温回火，得到T′，高弹性极限
高温回火，得到S′，良好综合力学性能
钢热处理实例分析
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 加热保温，
目的均为A化，具体温度看成分和是否完全A化 亚共析钢均为完全A化，Ac3+30~50℃ 过共析钢，正火为完全A化， Accm+30~50℃
钢热处理实例分析
热处理实例
热处理实例
汽车板簧
扭转弹簧
退火淬火为不完全A化， Ac1+30~50℃
常用的退火和正火工艺
钢热处理实例分析
热处理实例
退火、正火、淬火的区别与联系： 冷却阶段，退火炉冷，得到珠光体
正火空冷，得到细珠光体（S） 淬火快冷（水、油），得到M类组织
常用的退火和正火工艺
钢热处理实例分析
热处理实例
表面和心部要求不同（表硬里韧）零件的热处理 中碳钢：调质→表面淬火→低温回火
(4)低温回火 消除淬火应力，低温200℃，M→M回
钢热处理实例分析
轻载齿轮：45， 调质或正火
中载齿轮：45、40Cr， 调质，耐磨部位表面淬火
重载齿轮：20Cr、20CrMnTi， 渗碳淬火
高精度齿轮：38CrMoAlA， 调质渗氮
钢热处理实例分析
热处理实例
热处理实例
钢热处理实例分析
钢热处理实例分析
5.齿轮热处理工艺 1）渗碳齿轮 材料：20CrMnTi、 20Cr、 30CrMnTiA等 服役场合：高速重载（汽车齿轮）
工艺：
下料
锻造
正火
切削加工
渗碳
淬火
低温回火 精加工
掌握各热处理工序的目的，工艺，组织
钢热处理实例分析
热处理实例
(1)正火
热处理实例
细化晶粒；调整硬度，便于切削加工
加热至Ac3+30～50℃,空冷, 组织细珠光体+(少量铁素体)
(2)渗碳 提高表面含碳量 920～930℃保温3～9h
下料 锻造 正火 切削加工 渗碳 淬火
(3)渗碳后淬火 获得马氏体，提高表面硬度
低温回火 精加工
直接淬火或一次淬火
理想组织：
表面：隐针M+Ar （少量） +碳化物
心部:低碳M+F（少量）
（表面50～55HRC，心部265～280HBS） 低碳钢：渗碳→淬火→低温回火
（表面56～62HRC，心部156～179HBS ） 38CrMoAl：调质→氮化
（表面>700HV，心部26～33HRC，高精度）
钢热处理实例分析
➢ 齿轮热处理 ➢ 轴承热处理 ➢ 弹簧热处理 ➢ 工具热处理 ➢ 轴的热处理
(4)回火
消除淬火应力，低温200℃，M→M回 钢热处理实例分析
20 CrMnTi 钢制造齿轮的 热处理工艺曲线
热处理实例
钢热处理实例分析
热处理实例
5.齿轮热处理工艺 2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火）
适用于35～55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料齿轮。
加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质
典型零件的热处理
钢热处理实例分析
热处理实例
一般零件生产的工艺路线: 毛坯生产 预备热处理
机械加
工 最终热处理 机械精加工 预备热处理 : 退火 ; 正火 最终热处理 : 淬火 ; 回火
钢热处理实例分析
热处理实例
预备热处理 : 退火（炉冷） ; 正火（空冷） 得到珠光体类组织
调整硬度，便于切削加工 改善组织（均匀组织、均匀成分、消除网状碳化物等） 细化晶粒，为最终热处理做组织准备
（内外圈和滚动体） ❖高的接触疲劳强度;
❖较好的韧性和耐蚀性;
❖尺寸稳定性
滚珠轴承
滚针轴承
滚柱轴承
热处理实例
钢热处理实例分析
二、滚动轴承热处理
4、轴承用钢: 高碳, Wc = 0.95～1.15%
G Cr15
热处理实例
含Cr量WCr ≈ 1.5 % 滚动轴承钢
钢热处理实例分析
GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线
二、滚动轴承热处理
滚珠轴 承
滚针轴承
滚柱轴承
热处理实例
1、工作条件
高载荷，交变应力 高转速，一定冲击。
钢热处理实例分析
二、滚动轴承热处理
2、失效形式
接触疲劳破坏
热处理实例
钢热处理实例分析
塑性变形
热处理实例
钢热处理实例分析
磨损
热处理实例
钢热处理实例分析
二、滚动轴承热处理
3、性能要求:
❖高的硬度和耐磨性;