热处理实验报告
热处理实验报告

金属材料热处理实验报告一、实验目的1. 了解热处理工艺、组织和性能之间的关系。
2. 了解热处理设备和热处理工艺的实际操作,熟悉合金元素在低合金结构钢中的作用。
3. 考查学生综合运用所学理论和实验技术的能力,培养学生独立分析和解决问题的能力。
二、实验内容与方案本实验采用的材料:45钢、T8钢、40CrNi钢三种。
对于每一种钢材,要求得到如下组织:(1) 晶粒粗大的马氏体+残余奥氏体;(2) 晶粒细小的马氏体+残余奥氏体;(3) 回火马氏体;(4) 回火屈氏体;(5) 回火索氏体;(6) 铁素体(或渗碳体)+珠光体。
对于45钢和40CrNi钢还要求得到如下组织:(1) 屈氏体网+(马氏体+残余奥氏体);(2) 未转变为奥氏体的铁素体+(马氏体+残余奥氏体)。
三、实验设备与材料1. 试样:直径φ14mm的40CrNi钢圆柱状小试样,直径φ15mm的45钢圆柱状小试样,直径φ16mm的T8钢圆柱状小试样。
2. 热处理加热炉:高温热处理炉(≤1300℃)2台,中低温热处理炉(≤900℃)5台3. 硬度计(洛氏硬度C标尺)4. 金相显微镜01ympus LEXTOL S4100及数码照相系统5. 磨光机及金相砂纸6. 抛光机及抛光液7. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等四、实验工艺设计及实验处理过程和结果处理1.工艺选择表2 实验全部样品的显微组织及其热处理工艺设计用表(要求回火)2.工艺选择分析:工艺的选择的根据是亚共析钢和共析钢的连续冷却转变曲线,即CCT曲线。
45钢和40CrNi属于亚共析钢,T8钢属于过共析钢,对应曲线如下图所示。
亚共析钢CCT曲线图过共析钢CCT曲线图亚共析钢得到马氏体一般需要加热到AC3线以上30-50℃,保温然后快速冷却。
所以一般选择860℃作为热处理工艺温度。
产生粗晶马氏体的原因在于加热温度1000℃已经过高,马氏体就会发生变形,晶粒粗大。
860℃细晶马氏体性能硬度和韧性会更好。
热处理设备实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 熟悉和掌握热处理设备的基本原理和操作方法。
2. 了解不同热处理工艺对材料性能的影响。
3. 通过实验,验证热处理工艺在实际应用中的效果。
二、实验仪器与材料1. 实验仪器:箱式电炉、洛氏硬度计、金相显微镜、抛光机、冷却液等。
2. 实验材料:30钢、T10钢、砂轮(砂纸)。
三、实验原理热处理是通过加热、保温和冷却的方法,使金属和合金内部组织结构发生变化,以获得工件使用性能所要求的组织结构。
热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
四、实验内容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- 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)。
- 正火- 将试样加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上30~50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中冷却。
3. 硬度测试- 使用洛氏硬度计对淬火和正火后的试样进行硬度测试。
4. 金相组织观察- 使用金相显微镜观察淬火和正火后的试样金相组织。
五、实验结果与分析1. 淬火- 淬火后的试样硬度值(HRC)明显提高,表明淬火工艺能够显著提高钢的硬度。
- 金相组织观察发现,淬火后的试样组织为马氏体及一定数量的残余奥氏体。
2. 正火- 正火后的试样硬度值(HRC)较淬火后的试样有所降低,但较原始试样硬度有所提高。
- 金相组织观察发现,正火后的试样组织为珠光体。
六、实验结论1. 淬火工艺能够显著提高钢的硬度,提高其耐磨性、疲劳强度等性能。
2. 正火工艺能够提高钢的硬度,降低其韧性,改善其切削加工性能。
3. 通过金相组织观察,可以了解热处理工艺对钢组织的影响。
热处理实验报告

热处理实验报告一、实验目的本次热处理实验的目的是通过对金属材料进行不同的热处理工艺,观察和分析其组织和性能的变化,深入理解热处理对金属材料性能的影响规律,为实际生产中的材料选择和工艺优化提供实验依据。
二、实验材料与设备(一)实验材料本次实验选用了 45 钢作为研究对象,其化学成分如下:碳(C)含量约为 042% 050%,硅(Si)含量约为 017% 037%,锰(Mn)含量约为 050% 080%,磷(P)和硫(S)的含量均小于 0035%。
(二)实验设备1、箱式电阻炉:用于加热金属材料,可控制加热温度和保温时间。
2、硬度计:用于测量金属材料的硬度,本次实验采用洛氏硬度计。
3、金相显微镜:用于观察金属材料的金相组织。
三、实验过程(一)淬火处理1、将45 钢试样放入箱式电阻炉中,加热至840℃,保温20 分钟。
2、迅速取出试样,放入水中进行淬火冷却。
(二)回火处理1、对淬火后的试样进行回火处理,回火温度分别为 200℃、400℃和 600℃,保温 60 分钟。
2、出炉空冷至室温。
四、实验结果与分析(一)硬度测试结果1、淬火处理后,试样的硬度显著提高,洛氏硬度值达到 58 62 HRC。
2、随着回火温度的升高,试样的硬度逐渐降低。
200℃回火后,硬度约为 50 55 HRC;400℃回火后,硬度约为 40 45 HRC;600℃回火后,硬度约为 25 30 HRC。
(二)金相组织观察结果1、淬火处理后,金相组织为马氏体,呈针状分布。
2、 200℃回火后,组织为回火马氏体,马氏体针变细,同时有少量碳化物析出。
3、 400℃回火后,组织为回火托氏体,由铁素体和细小的粒状渗碳体组成。
4、 600℃回火后,组织为回火索氏体,由等轴状的铁素体和颗粒状的渗碳体组成。
(三)性能变化分析1、淬火处理能够显著提高材料的硬度,这是因为快速冷却使奥氏体转变为马氏体,马氏体具有高硬度和高强度的特点。
2、回火处理能够降低材料的硬度,提高韧性。
热处理保藏实验报告

一、实验目的1. 了解热处理保藏的基本原理和方法;2. 掌握热处理保藏过程中的关键技术参数;3. 通过实验,验证热处理保藏的效果,为食品保藏提供理论依据。
二、实验原理热处理保藏是一种利用高温对食品进行杀菌、灭酶、降低食品中的微生物数量,从而延长食品保质期的方法。
热处理保藏主要包括巴氏杀菌、高温杀菌和超高温杀菌等。
三、实验材料1. 原料:鲜牛奶、鲜猪肉、鲜鸡肉;2. 仪器设备:电热恒温培养箱、高压蒸汽灭菌器、电子天平、温度计、计时器等;3. 药品:氯化钠、柠檬酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠等。
四、实验方法1. 巴氏杀菌实验(1)将鲜牛奶在60℃下保温30分钟,然后降至室温;(2)将鲜牛奶在75℃下保温15分钟,然后降至室温;(3)将鲜牛奶在90℃下保温10分钟,然后降至室温;(4)将鲜牛奶在95℃下保温5分钟,然后降至室温;(5)将鲜牛奶在100℃下保温2分钟,然后降至室温;(6)对杀菌后的鲜牛奶进行微生物检测,比较不同杀菌温度对微生物数量的影响。
2. 高温杀菌实验(1)将鲜猪肉、鲜鸡肉分别切成小块;(2)将猪肉和鸡肉放入高压蒸汽灭菌器中,分别设置不同压力和时间进行杀菌;(3)将杀菌后的猪肉和鸡肉进行微生物检测,比较不同杀菌压力和时间对微生物数量的影响。
3. 超高温杀菌实验(1)将鲜牛奶、鲜猪肉、鲜鸡肉分别进行超高温杀菌;(2)将杀菌后的食品进行微生物检测,比较不同杀菌温度对微生物数量的影响。
五、实验结果与分析1. 巴氏杀菌实验从实验结果可以看出,随着杀菌温度的升高,微生物数量逐渐减少。
在60℃下保温30分钟,微生物数量减少了约80%;在75℃下保温15分钟,微生物数量减少了约90%;在90℃下保温10分钟,微生物数量减少了约95%;在95℃下保温5分钟,微生物数量减少了约98%;在100℃下保温2分钟,微生物数量减少了约99%。
由此可见,巴氏杀菌效果随温度升高而增强。
2. 高温杀菌实验从实验结果可以看出,随着杀菌压力和时间增加,微生物数量逐渐减少。
金属的热处理实验报告

金属的热处理实验报告金属的热处理实验报告引言:金属的热处理是一种通过改变金属的组织结构和性能来达到特定目的的工艺。
本实验旨在通过对不同金属材料进行热处理实验,观察和分析其组织结构和性能的变化,以及热处理对金属材料性能的影响。
实验一:淬火处理1. 实验目的:通过淬火处理不同金属材料,观察其组织结构和性能的变化,了解淬火对金属材料的影响。
2. 实验步骤:选取不同金属材料样品(如低碳钢、高碳钢、铝合金等),经过适当的加热处理后,迅速浸入冷却介质中进行淬火处理。
3. 实验结果与讨论:淬火处理后,不同金属材料的组织结构和性能发生了明显的变化。
低碳钢经过淬火处理后,其组织结构变为马氏体,硬度显著提高;高碳钢则形成了马氏体和残余奥氏体的组织结构,硬度更高;铝合金经过淬火处理后,晶粒尺寸变小,强度和硬度也有所提高。
实验二:回火处理1. 实验目的:通过回火处理不同金属材料,观察其组织结构和性能的变化,了解回火对金属材料的影响。
2. 实验步骤:将经过淬火处理的金属材料样品,经过适当的加热处理后,以较低的温度保温一段时间后冷却。
3. 实验结果与讨论:回火处理后,金属材料的组织结构和性能发生了变化。
低碳钢经过回火处理后,马氏体转变为较柔软的珠光体,硬度降低,但韧性增加;高碳钢经过回火处理后,马氏体转变为韧性较好的珠光体和残余奥氏体,硬度略有下降,但韧性明显提高;铝合金经过回火处理后,晶粒尺寸进一步增大,强度和硬度有所下降。
实验三:退火处理1. 实验目的:通过退火处理不同金属材料,观察其组织结构和性能的变化,了解退火对金属材料的影响。
2. 实验步骤:将不同金属材料样品加热至适当温度,保温一段时间后缓慢冷却。
3. 实验结果与讨论:退火处理后,金属材料的组织结构和性能发生了显著变化。
低碳钢经过退火处理后,珠光体晶粒尺寸进一步增大,硬度降低,但韧性明显提高;高碳钢经过退火处理后,珠光体和残余奥氏体的晶粒尺寸增大,硬度进一步降低,但韧性进一步提高;铝合金经过退火处理后,晶粒尺寸再次增大,强度和硬度进一步下降。
热处理实验报告[5篇范文]
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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。
工程实训热处理实验报告

一、实验目的1. 了解热处理的基本原理和工艺方法。
2. 掌握热处理设备的使用方法及操作规范。
3. 通过实验,观察和分析不同热处理工艺对金属材料性能的影响。
4. 培养学生独立分析和解决问题的能力。
二、实验原理热处理是将金属材料加热到一定温度,保持一段时间,然后以适当的速度冷却,使其内部组织结构发生变化,从而改变其性能的一种金属加工方法。
热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火。
1. 退火:将金属材料加热到一定温度,保温一段时间后,以缓慢的速度冷却。
退火的目的在于消除金属内部的应力,改善金属的力学性能和工艺性能。
2. 正火:将金属材料加热到一定温度,保温一段时间后,在空气中冷却。
正火的目的在于提高金属的硬度和强度,降低其韧性。
3. 淬火:将金属材料加热到一定温度,保温一段时间后,迅速冷却。
淬火的目的在于提高金属的硬度和耐磨性。
4. 回火:将淬火后的金属材料加热到一定温度,保温一段时间后,以适当的速度冷却。
回火的目的在于降低金属的硬度和脆性,提高其韧性和塑性。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:箱式电阻炉、高温计、硬度计、金相显微镜、切割机、抛光机、侵蚀剂等。
2. 实验材料:45号钢、T8钢、T10钢等。
四、实验过程1. 实验一:45号钢退火(1)将45号钢试样加热到800℃,保温1小时。
(2)将试样从炉中取出,放入水中冷却。
(3)将退火后的试样进行硬度测试和金相观察。
2. 实验二:T8钢正火(1)将T8钢试样加热到860℃,保温1小时。
(2)将试样从炉中取出,在空气中冷却。
(3)将正火后的试样进行硬度测试和金相观察。
3. 实验三:T10钢淬火(1)将T10钢试样加热到770℃,保温1小时。
(2)将试样从炉中取出,迅速浸入水中冷却。
(3)将淬火后的试样进行硬度测试和金相观察。
4. 实验四:T10钢回火(1)将淬火后的T10钢试样加热到150℃,保温1小时。
(2)将试样从炉中取出,在空气中冷却。
(3)将回火后的试样进行硬度测试和金相观察。
热处理实训报告总结

热处理实训报告总结《热处理实训报告总结》一、整体感受这次热处理实训就像一场充满惊喜与挑战的冒险。
刚开始的时候完全是一头雾水,各种设备、处理流程感觉就像一团乱麻,在我眼前晃悠,但是随着实训的进行,就像是慢慢在迷宫里找到了方向。
二、具体收获最开始,我懂得了热处理的基本概念。
原来热处理就像是给金属来一场内部的“改造秀”。
例如淬火这个过程,就像是猛地把烧热的金属推进冷水里,让它迅速冷静,这个时候金属就会变得硬邦邦的。
还有回火,就像给淬火后脾气暴躁(硬度太高且脆)的金属进行安抚,调整它的性能。
通过操作各种热处理设备,我学会了按照工艺要求设定温度、时间这些关键的参数。
知道了不同的金属材料、不同的处理目的都需要精准的参数控制,这可得相当细心才行。
三、重要发现等等,还有个重要的点。
我发现热处理后的金属在微观结构上会发生巨大的改变。
这个我一开始不理解,后来在显微镜下观察的时候才恍然大悟。
像经过淬火的钢,它内部的晶粒变得细小而且排列紧密,这就解释了为什么它的硬度会发生变化。
这个发现让我明白了热处理不只是简单的加热冷却操作,背后还涉及到这么微观细致的结构调整。
四、反思回想起来才发现自己在实训中也犯过一些错误。
就拿淬火来说,有一次我没注意到零件在加热炉里的放置位置,导致受热不均匀。
这让我意识到做热处理就像炒菜一样,每个细节都要注意,材料在炉子里的放置位置虽然看似小问题,但能影响整个热处理的效果。
而且我在记录处理数据的时候,有时候会书写潦草,后来检查的时候差点搞错数据,这告诉我任何时候都不能马虎大意。
五、总结启示原来如此,热处理实训告诉我们做任何事情都要有计划、讲方法还要注意细节。
就像在黑暗中摸索那么久才找到通往正确道路的入口一样,我们学习和处理生活中的事情时总有一个混沌期,但是只要坚持按步骤尝试、细心观察、不断总结,就能到达成功的彼岸。
在这个过程中,遇到错误也别怕怕,及时修正,学着想办法解决,这就和热处理过程里发现处理效果不好,马上重新调整参数重新处理是一个道理。
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《热处理实验》报告实验名称金属材料热处理实验学院高等工程师学院专业班级材E152姓名魏学源学号415181202018年6月1日目录一、实验目的 (3)二、实验工艺及原理 (3)1.金属热处理 (3)2.热处理方法及目的 (3)3.热处理后的组织 (4)4.硬度测量原理 (6)三、实验仪器与设备 (6)四、实验步骤及具体操作: (6)1.试样热处理 (6)2.硬度测量 (7)3.显微组织观察 (7)五、实验结果与分析 (8)实验一:45号钢860°C保温30min水淬,400°C回火40分钟空冷显微组织分析 (8)实验二:不同试样不同热处理后组织和性能 (9)1.热处理工艺对试样影响 (10)1.1淬火温度对试样影响 (10)1.2冷却速度对试样的影响 (11)1.3回火工艺对试样影响 (12)2.合金元素对试样影响 (15)2.1合金元素对热处理方法的影响 (15)2.2合金元素对淬硬性的影响 (17)六、结论 (17)七、参考文献 (18)一、实验目的(1)熟悉基本热处理(淬火、回火)的工艺方法;(2)了解基本的金相分析方法(磨样、抛光、观察金相显微镜);(3)练习使用洛氏硬度计;(4)熟悉和了解不同组织所对应的微观形貌;(5)分析热处理钢种(含碳量,合金成分)以及热处理工艺(热处理加热温度,冷却速度)的对比对材料组织、性能的影响。
二、实验工艺及原理1.金属热处理金属热处理就是在固相状态下,通过温度的变化,即加热—>保温—>冷却的方式,使原有的组织发生固态相变,从而改变原有的相组成以及组织结构等,从而使我们获得所要求性能的一种工艺操作,从而可以充分发挥金属材料的潜力。
常用的热处理手段有:退火,正火,淬火,回火,以及表面处理和形变处理。
2.热处理方法及目的2.1淬火淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
2.2回火将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度Ac1(加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)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。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度,保温若干时间,然后缓慢或快速冷却。
一般用于减小或消除淬火钢件中的内应力,或者降低其硬度和强度,以提高其延性或韧性。
淬火后的工件应及时回火,通过淬火和回火的相配合,才可以获得所需的力学性能。
2.3正火将工件加热到适当温度(Ac3或ACcm以上30~50℃)(见钢铁显微组织),保温后在空气中冷却的金属热处理工艺。
主要作用是去除材料的内应力、降低材料的硬度,提高塑性,为接下来加工作准备。
3.热处理后的组织1.淬火组织板条状马氏体(位错马氏体):低、中碳钢(0.6%以下),低碳合金钢中可以形成该组织,是许多定向平行排列、取向略有差异的板条组成马氏体束,一些接近平行的马氏体束再组成马氏体块的结构,亚结构有大量的位错。
板条马氏体有较低的硬度和较好的韧性。
针状马氏体(孪晶马氏体):高碳钢(一般需要1%以上,针状马氏体才单独存在)、高碳合金钢可以形成该组织,在显微镜下,针与针之间成一定的角度。
最先形成的马氏体较为粗大,往往横穿整个奥氏体晶粒,将奥氏体加以分割,使以后形成的马氏体片的大小受到限制,因此针状马氏体的大小不一。
同时马氏体一般有一条中脊线,并在马氏体周围有残留奥氏体。
针状马氏体有较高的硬度和比较差的韧性。
残余奥氏体:大约是含碳量大于0.5%的奥氏体淬火时被保留到室温不转变的亚稳的过冷奥氏体,它不易受硝酸酒精的侵蚀,在显微镜下呈白亮色,分布在马氏体之间,没有固定的形态。
3.2回火组织回火马氏体:是低温回火(150-250度)组织。
它保留了原马氏体形态特征。
针状马氏体回火析出了极细的碳化物,容易受到侵蚀,在显微镜下呈黑色针状。
低温回火后马氏体针变黑,而残余奥氏体不变仍呈白亮色。
低温回火后可以消除淬火钢的内应力,增加韧性,同时仍能保证钢的高硬度。
回火屈氏体:是中温回火(350-500度)组织。
回火屈氏体是铁素体与粒状渗碳体组成的极细混合物。
铁素体基本上保持了原马氏体形态,第二相渗碳体则析出在其中,呈极细颗粒状,用光学显微镜极难分辨。
中温回火后有很好的弹性和一定的韧性。
回火索氏体:是高温回火(500-650度)组织。
回火索氏体是铁素体与较粗的粒状渗碳体所组成的机械混合物。
碳钢回火索氏体中的铁素体已经通过再结晶,呈等轴晶粒状。
经充分回火的索氏体已经没有针状的形态。
在大于500倍的光镜下,可以看到渗碳体微粒。
回火索氏体具有较好的综合性能。
4.硬度测量原理硬度测量主要应用洛氏硬度计,包括三个过程,加载—>读数—>卸载,并舍弃第一组数据,然后选择试样二个不同的位置测量二组数据,取其平均值为试样的硬度值以提高测量结果的准确性。
因为第一次打硬度由于氧化铁皮和试验机适应程度问题,第一次实验数据应该舍弃,而且试验中由于洛氏硬度计自身和人为操作具有误差等原因,需要测两组数据求其平均值。
三、实验仪器与设备45号钢、40CrNi、T8圆柱钢试样,高温电阻炉,手磨砂纸,水磨机,抛光机,4%的硝酸酒精溶液,洛氏硬度计,金相显微镜等。
四、实验步骤及具体操作1.试样热处理(1)淬火操作:开启高温炉,将试样放在高温炉内,予以加热,加热时间定为30min。
加热完毕后,试样由炉中取出淬火,动作要迅速,以免试样温度有所下降,影响淬火质量,同时要将试样放在液体的中层,并不断搅动使样品能够淬透。
此外,往炉中放、取试样时必须使用夹钳,夹钳必须擦干,不得沾有油和水,开关炉门要迅速,打开炉门时间不得过长。
(2)回火操作:另选高温炉,将淬火后的试样放在高温炉内,予以回火加热,加热时间定为40min。
待加热完毕后,取出试样,放在实验室的台子上对其进行空冷,等到冷却到是室温时,就可以进行下面实验了。
注意,不可用手摸,要测试试样的温度,可将手靠近,感觉它的辐射热量。
(3)正火操作:开启高温炉,将试样放在高温炉内,予以加热,加热时间定为30min。
加热完毕后,试样由炉中取出,放在耐火砖上空冷,等到冷却到是室温时,就可以进行下面实验了。
注意,不可用手摸,要测试试样的温度,可将手靠近,感觉它的辐射热量。
2.硬度测量(1)砂纸打磨:将回火后的钢样进行打磨,选择一个底面作轻微的打磨,用一道次砂纸去掉氧化皮,磨平即可,另一个底面作为要观察的一面,需要打磨两道次砂纸,保持被侧面平整。
(2)硬度测量:将光亮的一面向上,平置于载物台上;预加载荷,按顺时针方向转动手轮,将试样与压头接触,此时观察到显示面板上有一个指示的箭头,继续旋转,直到显示已满为止,此时等待几秒钟后就会显示硬度值;卸载后,用同样的方法在试样的不同位置上再测二个数据,取平均值。
3.显微组织观察(1)粗磨:打完硬度后,用不同的等级的砂纸逐一打磨,每次打磨要顺着一个方向,当把上一次的痕迹打磨消除后,再换90度方向进行下一个方向的打磨,直到打磨到1000等级的砂纸便可以结束。
(2)精磨:利用实验室的打磨机进行粗磨划痕的消除。
在打磨机上打磨时要注意,每次都要使试样表面的划痕沿着半径方向,和砂纸打磨一样,下一次的要覆盖上一次的打磨痕迹。
(3)抛光:试样在金相样品抛光机上细抛,抛光的时间以肉眼看不到划痕,光亮如镜面就可以停止了。
(4)侵蚀:用棉花球蘸取硝酸液,轻轻擦拭试样表面,等到试样表面变成白灰色时,立即用大量水冲洗,然后用蘸取酒精的棉花球擦拭表面,用滤纸擦拭干净,然后将滤纸放在指定位置。
(5)观察,利用500倍的光学显微镜进行观察,并拍照留图。
五、实验结果与分析实验一:45号钢860°C保温30min水淬,400°C回火40分钟空冷显微组织分析45号钢860°C保温30min水淬,400°C回火40分钟空冷显微组织如图1。
图1 .45号钢860°C水淬并400°C回火空冷显微组织由图1可以看出,45号钢860°C保温30min水淬,然后400°C回火40分钟空冷金相组织为屈氏体和铁素体。
由于回火温度较低,C的扩散速度较低,所以形成的屈氏体片层间距小,即使在高倍显微镜下也无法分辨出片层来。
由于钢种是亚共析钢,所以除了形成索氏体组织之外,还会形成铁素体组织。
45号钢860°C保温30min水淬,然后400°C回火40分钟空冷的硬度为42.2HRC,随着回火温度升高,扩散速度不断增高,固溶在铁素体中的C原子不断扩散析出,致使点阵畸变减小,位错运动摩擦阻力减小,硬度降低。
实验二:不同试样不同热处理后组织和性能在本次试验中,不同试样不同热处理后的洛氏硬度汇总于下表1:表1.实验数据汇总表1.热处理工艺对试样影响1.1淬火温度对试样影响1.1.1淬火温度对试样硬度影响根据表1,以45号钢为例,可得45号钢不同淬火温度下的硬度值如图1所示:图1.试样的硬度随淬火温度的变化由图1可以看出,随着淬火温度的升高,试样硬度先变大后变小。
1.1.2淬火温度对试样组织影响图2. 45号钢在770°C、860°C、1000°C水淬显微组织如图2所示,45号钢在770°C保温30min水淬显微组织为淬火马氏体、过冷奥氏体和铁素体,在860°C保温30min水淬显微组织为细小的淬火马氏体和部分残余奥氏体,在1000°C保温30min水淬显微组织为粗大的淬火马氏体和部分残余奥氏体。
对于45钢而言,它的淬火加热温度应在Ac3以上30~50℃,故淬火温度选860℃可得细而均匀的奥氏体晶粒,淬火后获得细小的马氏体组织。
若在Ac3以上过高温度如1000℃加热,会使奥氏体晶粒粗化,淬火后马氏体粗大,脆性增大,硬度下降。
若在Ac1~Ac3之间的两相区加热,如770℃加热淬火,高硬度的马氏体中混杂有低硬度的铁素体,造成硬度不足,力学性能下降。
1.2冷却速度对试样的影响1.2.1冷却速度对试样硬度的影响在本次试验中,水淬、油淬和正火工艺的冷却速度不同,并且冷却速度水淬>油淬>正火,控制钢的材质和温度相同,采用不同的冷却速度,得到钢的硬度如下表2所示。
表2.不同钢种不同冷却速度下试样的硬度由表2可知,无论是45号钢还是T8钢,硬度值大小都是水淬>油淬>正火,这也就意味着,冷却速度越大,钢的硬度越大。