高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火.
高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火
洛阳轴承研究所(河南洛阳471039张增歧刘耀中樊志强
洛阳轴承(集团公司(河南洛阳471039李丽霞
【ABSTRACT】On the base of study results in home and abroad,the mechanical performance of lower bainite of high carbon chromium bearing steels have been analyzed com paratively,the research on cause of surface residual stress and dimension expansion has been made,the advantage and application of bainite hardening technology in production have been illustrated.
自上世纪80年代开始,国内对G Cr15钢的贝
氏体淬火进行了大量基础研究,并开始应用在铁路货车轴承及轧机轴承的热处理。自90年代初开始,该贝氏体淬火工艺在轧机、机车、铁路客车等轴承上得到推广应用,尤其在轧机轴承和高速及准高速铁路轴承的生产上推广迅速,同时开发了适合于贝氏体淬火的新钢种G Cr18M o。
综合国内各研究成果可知,高碳铬轴承钢下贝氏体(以下简称B
L
组织能提高钢的比例极限、屈服强度、抗弯强度和断面收缩率,与相同温度回火的马氏体(以下简称M组织相比,具有更高的冲击韧度、断裂韧度、耐磨性及尺寸稳定性,表面应力状态为压应力,但高碳铬轴承钢贝氏体淬火对接触疲劳寿命的影响尚缺乏统一认识,对表面
压应力形成原因和B
L
淬火轴承零件尺寸涨大原因也缺乏深入研究。本文根据以往的研究成果,
对高碳铬轴承钢B
L
淬火后的力学性能进行对比分析,并就表面压应力和尺寸涨大的原因进行探讨,总结并分析生产中贝氏体淬火工艺的优势及其应用情况。
1贝氏体等温淬火组织及亚结构
高碳铬轴承钢B
L等温淬火后金相组织由B L
和残余碳化物组成。B
L
由过饱和铁素体和碳化物组成,其中铁素体基体含碳量约0.36%,是一种亚稳定组织,其空间形态为凸透镜状,在显微镜
下为针状或片状,片与片之间不规则相交。B
L
中碳化物为细粒状或短杆状,与片的长轴方向呈55°~60°夹角单方向分布,铁素体的亚结构为位错缠
结,未发现有孪晶亚结构存在。B
L
为双相结构,较淬火马氏体和残余奥氏体易于腐蚀。
贝氏体转变是一个与等温转变时间有关的过程,G Cr15钢经860℃奥氏体化、230℃等温30 min,可得到约31.4%B L,等温60min可得到约57%B L,等温90min可
得到约76%B L,要得到全B L组织需等温240min,G Cr18M o钢要得到全B L 组织需更长时间。
2贝氏体等温淬火后的力学性能
2.1冲击韧度
B L等温淬火比常规的M淬火低温回火(160℃×3h处理后的α
k值提高了1倍以上,与相近温度回火的M组织相比α
k值也有所提高,但提高的幅度究竟有多大,观点不统一,可能与所用淬
火温度及回火温度不同有关。一般B
L组织比相
同温度回火的M组织的α
k值提高幅度应在25% ~45%。
2.2断裂韧度
研究指出,B
L
/M复合组织的断裂韧度与B L
量有关,当B
L量由零增加到31.4%时,KⅠC和KⅡC分别由18.45MPa?m1/2、24.14MPa?m1/2迅速增加到最高值22.54MPa?m1/2、35.14MPa?m1/2,随着B L量继续增加一直到全B L时,KⅠC和KⅡC反而逐
渐降低但变化较小。全B
L组织比相同温度回火
的M组织断裂韧度KⅠ
C
提高约20%,另外,全B
L
组织具有高的门坎值△
kth和低的裂纹扩展速度dαΠd N,即全B L组织不易萌生裂纹,已有的裂纹或新萌生的裂纹也不易扩展。
2.3接触疲劳寿命和耐磨性
全B
L组织的接触疲劳寿命L10和L50及耐磨性低于淬火后低温回火的M组织,而与相同温度回火的M组织相近。但在润滑不良条件下(如煤
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浆或水这类介质,全B
L组织呈现出明显的优越性,具有比低温回火的M组织还要高的接触疲劳
寿命,如水润滑时全B
L组织的L10=168h,回火M
组织的L
10
=52h。
3生产应用
3.1贝氏体等温淬火前后零件尺寸变化
在870℃加热、230℃等温4h后,不同尺寸段的轧机轴承套圈尺寸变化测量结果见表1。
表1不同尺寸段的轧机轴承等温淬火后尺寸变化
套圈型号套圈尺寸
Πmm
直径胀量
Πμm
平均变化率
Π%
672724Π02内径120+0.346+0.29外径136+0.406+0.30
672832Π02内径136+0.473+0.30外径160+0.522+0.29
672832Π01内径223+0.525+0.24外径240+0.623+0.26
从表1中可以看出,G Cr15钢制轧机轴承套
圈经B
L等温淬火后,尺寸沿直径方向涨大,平均涨大率小于0.3%,大于M淬火的体积膨胀量,这是因为淬火过程中二者的组织变化规律不同所致。贝氏体转变是在等温过程中发生,零件的表面与心部几乎同时发生转变,在转变过程中,由于
大量奥氏体的存在,奥氏体向B
L转变时的体积膨
胀得以较顺利地进行,使得轴承零件B
L
淬火后整体尺寸涨大。而M转变是瞬间完成的,转变过程中表层先发生转变,形成高强度的壳体,限制了心部转变时的体积膨胀。因此G Cr15钢制轧机轴承
套圈采用B
L等温淬火工艺时,套圈直径留磨量应小于M淬火工艺。
3.2残余应力
G Cr15钢制轴承零件经B L等温淬火后表面残余应力为压应力,其值约为-400~-500MPa,该应力主要是在淬火冷却过程中热应力产生的。当热工件进入硝盐槽冷却时,由于硝盐溶液比油的冷却能力大得多,工件表面与心部温差相应大得多,工件表面温降收缩因心部温度高、强度低而产生变形。当心部温降收缩时,因表面温度更低、表层组织强化,使工件心部收缩受到表层牵制,从而使工件表面产生压应力、心部产生拉应力,随着时间的延长,工件表面与心部温度趋向一致。由
于B
L组织转变是一个缓慢的过程,表面与心部组织转变几乎同时进行,因此在整个转变过程中组织应力非常小。工件出炉后从230~240℃降至
室温的过程中,由于温差小,且此时基体组织为全B L,强度高,无塑性变形,产生的热应力比由高温冷至等温温度过程中产生的热应力要小得多,因此整个冷却过程中应力叠加的结果是表面应力状态为压应力。
3.3尺寸稳定性
B L等温淬火后组织由B L和残余碳化物组成,在正常使用温度下(≤120℃,甚至更高温度下,组织是稳定的,不发生明显转变,因此工件尺寸比较稳定;而常规M淬回火组织中,α固溶体内过饱和碳含量较高,且含有一定量的残余奥氏体,在成品放置或使用过程中,M中碳化物进一步析出,残余奥氏体分解引起工件尺寸变化。
3.4变形
通常认为,B
L
等温淬火热浴温度高,对控制变形有利,与M淬火相比变形小,事实上从应用情况看不完全是这样。
由于硝盐的冷却速度比油大得多,如果套圈沿径向入盐,则大大增加整个套圈冷却不均匀度和热应力,由于后入盐的半个套圈强度较低,在热应力作用下易变形,变形量可能大于M淬火;如果套圈沿轴向入盐,则会减小整个套圈冷却不均匀性,变形大大减小。如用622728Π02各20件进行试验,直径变动量要求≤0.35mm,沿径向淬火变形合格率仅为40%,而沿轴向淬火变形合格率
为95%,因此轴承套圈B
L淬火应采用水平方式。
另外,铁路轴承和轧机轴承内圈多为直筒形,
形状简单,B
L
淬火时变形小,但由于套圈壁厚大、高度高,一旦变形超差,整形困难;而外圈形状复杂,淬火时变形大,但套圈壁薄、高度低,整形容易一些。
3.5应用效果
B L组织的突出特点是冲击韧度、断裂韧度、耐磨性及尺寸稳定性好,表面为压应力。因此适用于装配过盈量大、服役条件差的情况,如承受大冲击载荷的铁路、轧机和起重机等轴承,润滑条件不良的矿山运输机械或矿山装卸系统、煤矿用轴
承等。高碳铬轴承钢B
L
等温淬火工艺已在铁路、轧机轴承上得到成功应用,取得了较好成果。
(1扩大了G Cr15钢应用范围一般的G Cr15
钢M淬火时套圈有效壁厚在12mm以下,但B
L 淬火时由于硝盐冷却能力强,若采用搅拌、串动及
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加水等措施,套圈有效壁厚可扩大至28mm左右。
(2硬度稳定、均匀性好由于B L转变是一个缓慢过程,一般G Cr15钢需4h,G Cr18M o钢需5h。套圈在硝盐中长时间等温,表面与心部组织转变几乎同时进行,因此硬度稳定、均匀性好,一般G Cr15钢B
L
淬火后硬度在59~61HRC,均匀性≤1HRC,不象M淬火时套圈壁厚稍大一些就出现硬度低、软点及均匀性差等问题。
(3减少淬火裂纹和磨削裂纹在铁路、轧机轴承生产中,由于套圈尺寸大、重量重且油淬火时M组织脆性大,为使淬火后获得高硬度常采取强冷却措施,结果导致淬火微裂纹。由于M淬火后表面为拉应力,在磨加工时磨削应力的叠加使整体应力水平提高,易形成磨削裂纹,造成批量废
品;而B
L淬火时,由于B L组织比M组织韧度好得多,同时表面形成高达-400~-500MPa 的压应力,极大地减小了淬火裂纹倾向。在磨加工时表面压应力抵消了部分磨削应力,使整体应力水平下降,大大减少了磨削裂纹。某轧机轴承制造
厂采用B
L
淬火工艺7年多,从未产生此类问题,经济效益显著。
(4轴承使用寿命提高对于承受大冲击载荷的铁路、轧机轴承等,经M淬火后使用时主要失效形式为:装配时内圈开裂,使用过程中受冲
击,外圈挡边掉块、内圈碎裂。而B
L淬火轴承由于冲击韧度好,表面为压应力,无论装配时内圈开裂,还是使用过程中外圈挡边掉块、内圈碎裂倾向性均大大减小。如172826E铁路轴承,按照铁路轴
承的规定要进行扩张试验,要求扩张量比过盈量大3.5倍,不论慢速加载扩张还是快速加载扩张,B
L
淬火轴承都安然无恙通过,经过5年多行
车考核,轴承没有损坏;另如轧机轴承经B
L
淬火后比M淬火后平均寿命提高66%。
参考文献
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(编辑:吕成银
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本期内容摘要
赵滨海,宋春磊.固体润滑轴承在宇宙空间器中的应用.轴承,2001(8:1~3
为满足某气象卫星用扫描辐射计轴承的要求,研制开发出一种固体润滑轴承。采用沟道工作表面溅射M oS2,钢球离子镀T iN及自润滑保持架技术,进行轴承优化设计。该轴承成功地通过了主机高真空全态模拟试验,并已随卫星在轨道运转。附图2幅,表1个。
叙词:固体润滑轴承宇宙飞行器
施敏芳.滚动轴承在线监测与故障诊断系统设计.轴承,2001(8:4~7
介绍一种适用于滚动轴承在线工况监测与故障诊断专家系统的设计及实现方法。着重讨论知识库的建造和动态数据库的建立。附图3幅,参考文献4篇。
叙词:故障监测诊断系统设计
袁伟民,王海宏,陈磊.圆柱滚子轧机轴承的改进.轴承,2001(8:8~9
三列圆柱滚子轧机轴承在生产上存在端面易烧伤、轴承易碎裂的问题。为此提出用双列圆锥滚子轴承或带平挡圈的双列圆柱滚子轴承,替代原三列圆柱滚子轴承,但都不能满足实际应用,最后采用改进型带平挡圈的双列圆柱滚子轴承取得了满意效果。附图1幅。
叙词:双列轴承圆柱滚子轴承烧伤磨削圆锥滚子轴承
张寿椿.用P LC改装CZ953机床.轴承,2001(8:9~ 12
分析CZ953机床原有电气控制装置的缺点,采用EX20plus型P LC改装CZ953,使控制部分更为完善可靠,机械气动部件的修配也保证了控制部分的正常工作,使机床的电气故障大大降低,同时也减少了日常维修费用。附图7幅。
叙词:机床电气控制改装
李向明,马宏民.套圈车削沟位置误差对磨削余量的影响.轴承,2001(8:13~14
套圈沟边黑皮是一种常见的表面缺陷,且以单边黑皮居多。通过几何分析,论证了车削时存在的沟位置误差对磨削余量的影响,沟道两边磨削余量不均匀是造成沟道产生单边黑皮的主要原因。附图2幅。
叙词:深沟球轴承套圈沟道车削沟位置误差磨削余量黑皮
表面缺陷
张增歧,刘耀中,樊志强等.高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火.轴承,2001(8:15~17
综合国内各研究成果,对高碳铬轴承钢下贝氏体的力学性能进行了对比分析,并对表面残余应力和尺寸涨大的成因进行了探讨,阐述了生产中贝氏体淬火工艺的优势和应用。附表1个,参考文献8篇。
叙词:轴承钢贝氏体钢等温淬火力学性能
杨黑娃.套圈内径磨削技术分析.轴承,2001(8:18~ 19
内径磨削加工中,影响加工件形位误差的因素与磨加工工艺参数有关,影响表面波纹度主要是磨削加工中的相对振动。通过分析可知,在最短的悬臂状态下退刀,使弯曲变形恢复所需的光磨时间大大缩短,从而提高加工效率。减小振动对表面波纹度影响最合理的方法是改变工件与砂轮的转速比,从而使表面波纹度相互抵消。附图2幅,参考文献3篇。
叙词:套圈内径磨削工艺振动
沈萍.过盈配合的铜套内径加工尺寸的计算.轴承,2001(8:20~21
通过计算过盈配合铜套的内径加工尺寸,将按计算尺寸加工好的铜套镶入座孔,其内径正好符合与轴配合的要求。省去了原来所需的镗或刮削加工。省工、省时,降低制造成本。附图1幅。
叙词:过盈配合铜套座孔
韩文.滚动体光饰工艺在实际生产中的应用.轴承,2001(8:21~22
对两种滚动体光饰机的光饰技术参数进行确定。光饰后的滚动体不仅可以改善外观质量,还可以降低滚动体的表面粗糙度值,改善形位公差,提高滚动体疲劳寿命。附表3个。
叙词:滚动体光饰机光饰
宋杰.液态模锻黄铜保持架毛坯.轴承,2001(8:23
叙词:黄铜保持架毛坯模锻
梁华,仇亚军,卢淑君.滚动轴承零件的裂纹分析.轴承,2001(8:24~27
介绍滚动轴承零件在生产过程中产生裂纹的一般废品分析方法,并从原材料、锻造、冲压、车加工、热处理和磨削加工等六个主要生产工序举例分析废品裂纹。附图13幅,表1个,参考文献3篇。
叙词:裂纹零件分析
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金相实验报告
金相实验报告 篇一：金相实验报告 广州大学机械与电气工程学院 课程报告 报告题目: 金相实验报告 专业班级:机械111 姓名:邓永明 学号: 1107XX14 组别：第六组 指导老师:胡一丹 完成日期: XX.10.18 一. 热处理工艺分析 1. 正火 （1）工艺内容：正火(英文名称：normalizing)，又称常化，是将工件加热至Ac3(A 是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是 从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全 奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处
理工艺。 其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。根本目的是去 除材料的内应力、降低材料的硬度为接下来的加工做准备。 （2）工艺特点：正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速 度稍大，组织较细。有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷 却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质， 而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制 作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的 效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火 那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在 生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的 低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加
工，一 般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中 碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作 的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴 承钢正火是为了消除组织中的网状碳 化物，为球化退火作组织 准备。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍 快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所 提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生 产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件， 在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于 消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。 正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+
金属材料及热处理实验报告
金属材料及热处理实验报告 学院：高等工程师学院 专业班级：冶金E111 姓名：杨泽荣 学号： 41102010 2014年6月7日
45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 1.加热温度的选择 (1) 2.保温时间的确定 (2) 3.冷却方法 (3) 三、实验材料与设备 (4) 1.实验材料 (4) 2.实验设备 (4) 四、实验步骤 (4) 1.试样的热处理 (4) 1.1淬火 (4) 1.2回火 (5) 2.试样硬度测定 (5) 3.显微组织观察与拍照记录 (5) 3.1样品的制备 (5) 3.2显微组织的观察与记录 (6) 五、实验结果与分析 (6) 1.样品硬度与显微组织分析 (6) 2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响 (6) 2.1淬火温度的影响 (6) 2.2淬火介质的影响 (7) 3回火温度对钢组织与性能的影响 (7) 3.1回火温度对45钢组织的影响 (7) 3.2回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (7) 4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响 (8) 4.1合金元素对钢的淬透性的影响 (8) 4.2合金元素对钢的回火稳定性的影响 (9) 5碳含量对钢的淬硬性的影响 (9) 六、结论 (9) 参考文献 (9)
一、实验目的 1.掌握碳钢的常用热处理（淬火及回火）工艺及其应用。 2.研究加热条件、保温时间、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.观察钢经热处理后的组织，熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。 5.了解金相照相的摄影方法，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验原理 钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。一般热处理的基本操作有退火、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。正确选择这三者的规范，是热处理成功的基本保证。 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 +(30—50)℃；过共析钢加热至Accm +(30—50)℃，即加热到奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围选择见图2.1。 3)淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(30—50)℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30—50)℃，见图2.2。 钢的成分，原始组织及加热速度等皆影响到临界点的位置。在各种热处理手册或材料手册中，都可以查到各种钢的热处理温度。热处理时不能任意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大，氧化、脱碳和变形等都会变得比较严重。各种常用钢的工艺规范见表2.1。 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（常常是根据硬度的要求）。按加热温度高低回火可分为三类：
金相实验报告(成分组织观察分析)
金相综合实验报告 实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程 班级: 材料11（1） 指导老师：席生岐高圆 小组组长: 仇程希 小组成员：齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐 二〇一四年四月三日
一、实验目的 1.了解碳钢热处理工艺操作； 2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值； 3.利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后钢的金相组织分析方法； 4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响； 5.巩固课堂教学所学相关专业知识，体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。 二、实验内容 1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理，工艺规范参考相关资料； 2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度； 3.制备所给表中样品的金相试样，观察并获取其显微组织图像； 4.对照金相图谱，分析探讨本次实验可能得到的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。三、实验原理 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变钢的性能，热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度，经一定时间保温，然后以某种速度冷却下来，从而达到改变钢的性能的目的。研究非平衡热处理组织，主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。 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结构发生了的一系列的变化。采用不同的热处理工艺，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。 钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。 (一)碳钢热处理工艺 1.加热温度 亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃，过共析钢加热温度一般为Ac 1＋30-50℃（淬火）或Acm+50-100℃（正火）。 淬火后回火温度有三种，即：低温回火（150-250℃）、中温回火（350-500℃）、
高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火.
高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火 洛阳轴承研究所(河南洛阳471039张增歧刘耀中樊志强 洛阳轴承(集团公司(河南洛阳471039李丽霞 【ABSTRACT】On the base of study results in home and abroad,the mechanical performance of lower bainite of high carbon chromium bearing steels have been analyzed com paratively,the research on cause of surface residual stress and dimension expansion has been made,the advantage and application of bainite hardening technology in production have been illustrated. 自上世纪80年代开始,国内对G Cr15钢的贝 氏体淬火进行了大量基础研究,并开始应用在铁路货车轴承及轧机轴承的热处理。自90年代初开始,该贝氏体淬火工艺在轧机、机车、铁路客车等轴承上得到推广应用,尤其在轧机轴承和高速及准高速铁路轴承的生产上推广迅速,同时开发了适合于贝氏体淬火的新钢种G Cr18M o。 综合国内各研究成果可知,高碳铬轴承钢下贝氏体(以下简称B L 组织能提高钢的比例极限、屈服强度、抗弯强度和断面收缩率,与相同温度回火的马氏体(以下简称M组织相比,具有更高的冲击韧度、断裂韧度、耐磨性及尺寸稳定性,表面应力状态为压应力,但高碳铬轴承钢贝氏体淬火对接触疲劳寿命的影响尚缺乏统一认识,对表面 压应力形成原因和B L 淬火轴承零件尺寸涨大原因也缺乏深入研究。本文根据以往的研究成果,
等温淬火炉工艺【详情】
等温淬火炉工艺 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 等温淬火炉结构 1、槽体：槽体采用双层钢板制作，内层为1Cr18Ni9Ti 不锈钢板密封焊接，以盛放硝盐淬火液；外壳为普通钢板，内外层钢板间填充硅酸铝保温棉。 2、提升机构：工件提升架置于等淬火盐槽内，用来输送由淬火炉内下落出来的工件，从盐槽底部输送至清洗机入口。传动带经电机、减速机减速后用特种链条驱动，其传动速度可按工艺要求通过变频调速器改变电机转速来进行调整。 3、炉门：在加热炉的前端设有炉门，以减少热量及气氛损耗。炉门为活动式，工作过程中可按工件高度调节。 4、加热系统：加热器用于开炉时冷淬火介质的升温和工作过程中的补偿加热，使淬火液保持在合适的工艺温度范围内。整个加热分两个区控制，加热元件为不锈钢管状加热器，槽液加热从淬火槽顶部直接插入淬火液中。盐槽液面上部空间设有空气恒温区，以保证从槽液中上来的工件溶盐不至于凝结，同时也起到进一步回火及充分消除应力的作用。 5、搅拌器：搅拌器安装在液体中，位于下落工件前方，用于搅拌淬火介质使淬
火液温度均匀，防止下落工件局部过热。 等温淬火炉 等温淬火炉特点 1、等温淬火炉可滴水量的甲醇和煤油，以实现其目的的光亮淬火，但也可以选择预先设定的真空系统，以尽量减少程度的氧化。 2、该系列配备了等温淬火炉开发公司的独立转移反应系统可以安装在按照体积的大小炉或过程中的实际工作需要，调整功率和实际功率的炉可以显示在一个专门的工具。用户可以使用高功率加热阶段，以便尽快达到工作温度，降低温度后，相应的权力。这一迅速升温，从而节省了能耗，而且还缩短进程大时间。 等温淬火炉配置 1、储备使用耐火层热一点高铝耐火砖轻，使用高温保温层填充硅酸铝纤维（保温层厚度230毫米），效果良好的保温，节能。 2、炉可以导入高品质耐热不锈钢310S制造，红头底部，以确保炉气氛和良好的一致性，以避免炉平底罐底部的凸出。 3、盖升降机机构将使用电动，液压推杆，以避免损坏的密封泄漏。
铸铁组织的显微观察实验报告范文
( 实验报告) 姓名：____________________ 单位：____________________ 日期：____________________ 编号：YB-BH-053836 铸铁组织的显微观察实验报告An experimental report on Microstructure of cast iron
铸铁组织的显微观察实验报告范文 兰州理工大学学生实验报告 学院实验室课程名称实验类型实验名称学生姓名学生学号实验日期指导教师 材料科学与工程学院实验中心金属学与热处理验证性合金钢、铸铁、有色金属的 显微组织观察 魏玉鹏 合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察 实验报告 一、实验目的 二、使用的设备仪器 三、实验方法、步骤 四、画出下列材料的显微组织示意图，并用箭头标明示意图中所示组织的名称 1 材料名称：W18C
r4V处理状态：铸造组织：腐蚀剂：放大倍数：材料名称：灰口铸铁处理状态：铸造组织：腐蚀剂：放大倍数： 材料名称：W18Cr4V 处理状态：淬火+高温回火 组织：腐蚀剂：放大倍数： 材料名称：球墨铸铁处理状态：铸造 组织：腐蚀剂：放大倍数： 2 材料名称：ZL102（未变质）材料名称：ZL102（变质）处理状态：处理状态： 组织：组织：腐蚀剂：腐蚀剂：放大倍数：放大倍数： 五、实验结果讨论 1. 根据显微组织观察，试分析高速钢性能和热处理特点，说明为什么？ 2.将以上灰口铸铁的组织与性能同球墨铸铁进行比较，说明为什么？ 3.试分析变质处理对硅铝明合金的作用。 4. 简述巴氏合金组织与性能的特点。 ：常用金属材料显微组织观察实验报告 一、实验目的 1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。 2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。 二、金属材料的显微组织观察及分析 1．几种常用合金钢的显微组织 合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为
球铁生产综合实验
《球铁生产综合实验》实验教学指导书 球墨铸铁自1947年问世以来，大体经历了十年的过程，便以一种新型工业金属材料投入生产，并得到了迅猛发展。机械制造、交通、冶金、矿山、纺织、化工、电力以及原子能等制造行业的大批锻钢件、铸钢件和可锻铸铁件被球墨铸铁所取代，而且有待开拓的领域很多。由于球墨铸铁的发展历史较短，球铁的理论尚不完善。为了加深学生对球铁理论及生产工艺的理解和掌握，特开设《球铁生产综合实验》课，包括球铁型砂、芯砂混制及造型工艺操作、球墨铸铁的熔制、球墨铸铁的金相组织观察、球墨铸铁的热处理、球墨铸铁力学性能、球墨铸铁生产综合分析六个实验。通过实验不仅可使学生掌握球墨铸铁生产的全过程、加深对球化理论的理解，而且可大大提高学生综合分析和解决实际问题的能力。 实验一球铁型砂、芯砂混制及造型工艺操作 一、实验目的 1、了解球铁型砂、芯砂的配料成分。 2、了解球铁型砂和芯砂的混制及造型工艺的操作方法。 3、掌握球铁型砂中水分对质量的影响规律。 二、实验内容 1、型砂、芯砂配料成分的选择，分析型砂中水分对铸件质量的影响 2、型砂、芯砂的混制。 3、型砂、芯砂的造型工艺操作。 4、完成实验报告。 三、实验内容说明 球墨铸铁铁件的型砂,基本与普通灰墨铁件相同,但球墨铸铁铁件凝固时,其外型容意胀大而引起内部缩松,所以要求铸型有较高的坚实度。因而在采用温型铸造时,应尽量提高型砂温压强度。此外应尽量压低水份含量，以减少高温时的型壁迁异和防止铸造缺陷。型砂水份越高,铸型型壁在高温时迁移量越大,也比较容易产生皮下气孔。对于大型铸件,还应使型砂具有较高的耐热强度，可以往型砂中加入石墨粉等耐热材料。其余如型砂透气性等指标,与灰铸铁型砂相同。 本实验将考察型砂水分对铸件质量的影响规律。由于球化处理，使球墨铸铁的铁水中含有球化元素Mg，它将与型砂中的水发生如下反应： Mg + H2O = Mg O + 2[H] H溶入铁水，形成皮下气孔。为此应加入煤粉，煤粉中的碳与空气中的氧发生如下反应：
十种常用淬火方法
热处理工艺中淬火的常用方法有十种，分别是单介质（水、油、空气）淬火；双介质淬火；马氏体分级淬火；低于Ms点的马氏体分级淬火法；贝氏体等温淬火法；复合淬火法；预冷等温淬火法；延迟冷却淬火法；淬火自回火法；喷射淬火法等。 一、单介质（水、油、空气）淬火 单介质（水、油、空气）淬火：把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质，使其完全冷却。这种是最简单的淬火方法，常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。 二、双介质淬火 双介质淬火：把加热到淬火温度的工件，先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件，碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质，较少采用空气。 三、马氏体分级淬火 马氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱浴)中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。一般用于形状复杂和变形要求严的小型工件，高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。 四、低于Ms点的马氏体分级淬火法
低于Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf 时，工件在该浴槽中冷却较快，尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。 五、贝氏体等温淬火法 贝氏体等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，使其发生下贝氏体转变，一般在浴槽中保温30~60min。贝氏体等温淬火工艺主要三个步 骤：①奥氏体化处理；②奥氏体化后冷却处理；③贝氏体等温处理；常用于合金 钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。 六、复合淬火法 复合淬火法：先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体，然后在下贝氏体区等温，使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织，常用于合金工具钢工件。 七、预冷等温淬火法 预冷等温淬火法：又称升温等温淬火，零件先在温度较低（大于Ms）浴槽中冷却，然后转入温度较高的浴槽中，使奥氏体进行等温转变。适用于淬透性较差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火的工件。 八、延迟冷却淬火法 延迟冷却淬火法：零件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于Ar3或Ar1 温度，然后进行单介质淬火。常用于形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的零件。 九、淬火自回火法 淬火自回火法：将被处理工件全部加热，但在淬火时仅将需要淬硬的部分（常为工作部位）浸入淬火液冷却，待到未浸入部分火色消失的瞬间，立即取出在空
常用十种淬火方法
十种常用淬火方法 热处理工艺中淬火的常用方法有十种，分别是单介质（水、油、空气）淬火；双介质淬火；马氏体分级淬火；低于Ms点的马氏体分级淬火法；贝氏体等温淬火法；复合淬火法；预冷等温淬火法；延迟冷却淬火法；淬火自回火法；喷射淬火法等。 一、单介质（水、油、空气）淬火 单介质（水、油、空气）淬火：把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质，使其完全冷却。这种是最简单的淬火方法，常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。 二、双介质淬火 双介质淬火：把加热到淬火温度的工件，先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件，碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质，较少采用空气。 三、马氏体分级淬火 马氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱浴)中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。一般用于形状复杂和变
形要求严的小型工件，高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。【金属加工微信，内容不错，值得关注】 四、低于Ms点的马氏体分级淬火法 低于Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf 时，工件在该浴槽中冷却较快，尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。 五、贝氏体等温淬火法 贝氏体等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，使其发生下贝氏体转变，一般在浴槽中保温30~60min。贝氏体等温淬火工艺主要三个步骤：①奥氏体化处理；②奥氏体化后冷却处理；③贝氏体等温处理；常用于合金钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。 六、复合淬火法 复合淬火法：先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体，然后在下贝氏体区等温，使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织，常用于合金工具钢工件。 七、预冷等温淬火法 预冷等温淬火法：又称升温等温淬火，零件先在温度较低（大于Ms）浴槽中冷却，然后转入温度较高的浴槽中，使奥氏体进行等温转变。适用于淬透性较差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火的工件。 八、延迟冷却淬火法
碳钢热处理基本组织观察
碳钢热处理基本组织观察 目的 1．认识碳钢经不同方式热处理后的典型显微组织特征； 2．了解热处理工艺对组织的影响。 一、相关知识 1．TTT曲线 2．碳钢的退火和正火 碳钢的退火组织也就是铁碳合金的平衡组织，以前的实验已经观察过。 亚共析钢的正火组织形式上很象退火组织，这是的珠光体层片较细，整体为灰黑色，理论上讲，铁素体的含量应比平衡状态略少，相差并不明显。 过共析钢一般进行球化退火，得到球化珠光体，正火仅用于消除二次渗碳体网，得到颗粒状的碳化物和细片状珠光体，紧接着进行球化退火。 3．碳钢的等温淬火组织 上贝氏体：在500－350℃的等温转变组织，铁素体片在原奥氏体晶界向内发展，成羽毛状，片间间断分布碳化物。为了清楚看到这种组织，在生成部分上贝氏体后立即快速冷却，其它部分是马氏体。 上贝氏体：在320－250℃的等温转变组织，铁素体片在原奥氏体晶内成透镜
状，或象竹叶状。片内部有非常细小分布碳化物，整体浸蚀后为暗灰色。为了清楚看到这种组织，在生成部分贝氏体后立即快速冷却，其它部分是马氏体。 4．碳钢的淬火组织 小试样奥氏体化后水冷，可以全部淬透，得到马氏体和少量残余奥氏体。 低碳马氏体(板条马氏体)：在光学显微镜下，板条马氏体为一束束相互平行的细长条状，在一个奥氏体晶粒内可有几束不同取向的马氏体群。 高碳马氏体(针状马氏体)：在光学显微镜下，片状马氏体呈针状或竹业状，片间互不平行呈一定角度，其立体形态为双凸透镜状。针的粗细决定于奥氏体晶粒的大小，通常其针细小，在光学显微镜下不能看清，称为隐针马氏体。T10正常加热温度为760℃，若过热(温度820℃，为能了解其形态)，就可看到其针状的形貌。 5．碳钢的回火组织 回火马氏体：形状同淬火态，但内部有碳化物，浸蚀后的颜色变暗。 回火曲氏体：原马氏体形态不可见，弥散的Fe3C析出，组织一般为灰暗色。 回火索氏体：在铁素体的基体上分布小颗粒状的渗碳体。 6．低碳钢渗碳后炉冷组织 920℃渗碳后，表层的含碳量接近Acm线，逐渐降低，到心部为原始的低碳(或纯铁)，炉冷后得到平衡组织，从表到里，经过过共析(珠光体＋网状渗碳体)、共析(珠光体)、亚共析(铁素体＋珠光体)的逐渐过渡。实用材料往往可直接淬火，或渗碳后空冷正火，表层部分的渗碳体为颗粒状。 二、实验内容 ①．观察45钢的正火组织，铁素体＋索氏体。 ②．观察等温淬火组织，认识上、下贝氏体形貌特征。 ③．观察淬火组织认识马氏体形态：20钢得到的板条马氏体，由45钢得到 的混合马氏体，T10钢过热淬火得到的粗大马氏体针。 ④．正常淬火回火组织：T10钢正常淬火回火的组织为未溶颗粒状碳化物＋ 回火隐针马氏体。 ⑤．调质：中碳钢淬火后高温回火得到的回火索氏体。 ⑥．渗碳后炉冷组织：从组织了解渗碳后碳含量的大致分布。
等温淬火技术标准
1简介 本规范涵盖了DFP6驱动轴的热处理要求，适用于与滚筒/清选筛配置配合使用的应用。这种特殊热处理的主要原因是产生由贝氏体组成的金相组织。这种热处理工艺的通用名称是“等温淬火” 注：-重要的是，不要将“等温淬火”与“马氏体回火”混淆，因为虽然这两种工艺有相似之处，但不同之处是热处理成功实现驱动轴功能的关键方面. 2冶金解释 2.1定义 等温淬火是一种从高于相变范围的温度淬火到高于马氏体形成上限的温度，并在此温度下保持，直到奥氏体完全转变为非常细的贝氏体，以产生某些机械性能的过程。 2.2使用图说明 驱动轴所用材料类型为100Cr6，需要相应的连续冷却转变曲线（CCT）进一步解释实现完全贝氏体转变所需的最佳温度和时间。“仅参考”曲线见图1。这种类型的图表是通常用来确定钢在高温下冷却时的微观结构的方法。 参考附录，图1：驱动轴在860℃下加热足够的时间，以确保完全转变为奥氏体（至少30分钟），如X所示。然后驱动轴尽快淬火到合适的介质中（通常是盐或油浴），保持在240℃的恒定温度下，以便驱动轴沿着图示的线冷却并达到Y（偏离线的右侧可能侵犯珠光体/上贝氏体转变区，不可接受）。将驱动轴保持在此温度，以确保转变过程超过95%贝氏体（~4小时），因此移动到图中的Z，然后驱动轴可冷却至环境温度。无需回火操作。 为什么是等温淬火？
3.1优势 钢转变为贝氏体而不是马氏体组织，有利于提高材料的塑性和屈服强度，同时在极限强度和硬度方面损失很小。其他优势包括：- 减少失真 无单独回火工艺 硬度均匀一致 更坚固更耐磨 更高的冲击和疲劳强度 抗氢脆性 3.2缺点 由于来自高温的淬火速度对于避免其他不需要的微观结构至关重要，因此对于具有厚截面的零件来说，这可能很难实现。传动轴不被认为是一个“厚”部分，但它足够大，如果淬火方法不可靠，以避免冷却时间变慢，则会引起问题。由于淬火速度稍有不同，表面到核心的性能也可能有一些变化。淬火速度慢于预期将产生不可接受的微观结构和低于规范的硬度。 由于在较低温度下长时间浸泡，该工艺比传统的“淬火和回火”热处理要长，但这可以考虑抵消单独回火操作的需要。 4热处理参数 4.1批量 载荷大小不得超过401kg，不包括部件夹具的重量。 4.2奥氏体化 驱动轴应在适当的介质中加热，并根据“负载”大小（即一起加工的轴数）在温度（根据图纸规范）下保持20至40分钟。其要求是获得均匀的温度，以便完全转化为奥氏体微观结构。 4.3淬火 驱动轴应在适当的介质中淬火，该介质应保持在等温淬火温度下（根据图纸规范）。将部件从奥氏体化炉转移到等温淬火槽中不可避免地会有一些延迟。必须确保“转移时间”足够快，以避免热处理负荷的末端冷却，否则可能导致这些位置的部件无法满足硬度要求。
铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁)金相组织观察与绘制
铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）金相组织观察与绘制 （验证性实验） 一、实验目的及要求 1.了解和认识灰铸铁中石磨和金属基体的金相特点， 2.了解和认识球墨铸铁以及可锻铸铁、蠕墨铸铁中石磨和金属基体的组织特点。 3.学习有关灰铸铁的金相检验方法。 4.学习有关球墨铸铁的金相检验方法。 5.了解铸铁金相试样的制作方法。 二、实验内容 1.观察和绘制以下灰铸铁的金相组织： （1）具有A型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （2）具有B型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （3）具有C型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （4）具有D型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （5）具有E型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 （6）具有F型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。 并对A型石墨进行石墨长度检验，确定石墨长度分级。 （7）选1~2片灰铸铁试样，侵蚀后进行基体组织的分析检验；确定灰铸铁基体的类别，珠光体数量，珠光体分散度，磷共晶数量和分类，碳化物数量等。 （8）具有二元磷共晶体的灰铸铁（试片侵蚀）观察磷共晶体结构。 2.观察和绘制以下球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织 （1）球墨铸铁的铸态组织（包括具有自由渗碳体的铸态组织）， （2）球墨铸铁的退火金相组织（铁素体组织）， （3）球墨铸铁的正火或部分奥氏体正火金相组织， （4）球墨铸铁的淬火或调质的金相组织， （5）球墨铸铁的等温淬火金相组织， （6）选1~2块铸态或经热处理的球墨铸铁试样进行球化率和金属基体的鉴定。
（7）可锻铸铁的金相组织（铁素体）， （8）蠕墨铸铁的金相组织， 三、实验仪器设备 1.配放大100倍和400倍镜头的金相显微镜。 2.试片侵蚀剂：3~5%硝酸酒精溶液。 3.按实验要求选取灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁试块。 四、实验方案实施与数据 实验报告的书写要求 1.实验目的及要求 2.实验仪器设备 3.实验内容 4.实验方案实施与数据 （1）在实验报告纸上画Φ50的圆圈，在圆圈下画五条横线，例： 试样名称—————————— 试样状态—————————— 浸蚀方法—————————— 放大倍数—————————— 金相组织—————————— （2）共画16个圆圈以被实验时使用。 （3）在每个画好的金相组织图上，用指引线指出该金相组织的类别。 5.实验总结 （1）回答实验报告上的思考题 （2）参加本次试验的体会和有哪些提高。
等温淬火实验报告
球墨铸铁等温淬火实验 一、实验目的 研究等温淬火温度和时间对球墨铸铁组织和性能的影响规律。 二、实验设备 箱式电阻炉、盐浴炉、砂轮、金相显微镜、硬度计等。 三、实验方案 1.成分3.6%C, 2.7% ,Si0.2%Mn ,0.04%P ,0.015%S ,0.04%Mg ,0.02%RE 2.将所有试样在900℃下奥氏体化，时间为30min； 3.将奥氏体化后的试样分为三大组（每大组含8小组），分别在230℃、260 ℃、320℃下等温淬火，每大组中各小组的等温时间分别为2min、10min、15min、30min、40min、50min、60min、70min； 4.淬火空冷后，打磨，测硬度值，然后观察金相组织。 四、实验结果
五、实验结果分析 1.等温淬火温度对ADI组织和性能的影响 同一等温时间下不同温度等温淬火后，金相组织都是上贝氏体、下贝氏体和残余奥氏体的混合组织，只是三者的相对量不同。随等温温度的升高，贝氏体组织变得粗大，贝氏体的形态由针状的下贝氏体过渡到羽毛状的上贝氏体，上贝氏体的量增加，下贝氏体的量减少。另外，组织中奥氏体的量不断增多，这是随等温温度升高，则Ｃ曲线向左推移，且转变速度加快，碳的扩散速度也加快，奥氏体易于富碳而趋于稳定，故残余奥氏体量增多。奥氏体的存在有利于ADI的伸长率和冲击韧度的提高，但抗拉强度和硬度有所下降。 所以随等温转变温度升高，ADI的抗拉强度、硬度下降，而塑性和韧性上升。 2.等温淬火时间对ADI组织和性能的影响 等温时间决定过冷奥氏体转变程度和最终组织,从而对机械性能产生重要影响。如果等温时间较短，只有少量过冷奥氏体转变为针状铁素体，在针状铁素体周围的奥氏体中的可能会因为扩散了较多的碳而能稳定至室温，但在离铁素体较远的奥氏体中，因为扩散不充分，含碳量不足以使其稳定，从而冷却至室温时转变成马氏体，组织中淬火马氏体数量偏多，故在宏观性能上表现为硬度高而冲击韧度低。实验图表中，在5min～20min内硬度较高，就是这个原因。随着等温时间的延长，较远处的奥氏体中的碳含量增加，奥氏体稳定性增加，冷却至室温时不发生马氏体转变，此时表现为硬度降低而冲击韧度值升
常用金属材料显微组织观察实验报告示范文本
常用金属材料显微组织观察实验报告示范文本 After completing the work or task, record the overall process and results, including the overall situation, progress and achievements, and summarize the existing problems and future corresponding strategies. 某某管理中心 XX年XX月
常用金属材料显微组织观察实验报告示 范文本 使用指引：此报告资料应用在完成工作或任务后，对整体过程以及结果进行记录，内容包含整体情况，进度和所取得的的成果，并总结存在的问题，未来的对应策略与解决方案。，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 一、实验目的 1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组 织。 2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。 二、金属材料的显微组织观察及分析 1．几种常用合金钢的显微组织 合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元 素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称 为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。 1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于 加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的
显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。 图1、16Mn-淬火-x400 16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。16Mn 钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。
实验二 铁碳合金非平衡组织观察
实验二铁碳合金非平衡组织观察 一、实验目的 （1）观察碳钢经不同热处理后的基本组织；熟悉碳钢几种典型热处理组织的形态及特征。（2）了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。 二、概述 碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。 1、各组织的显微特征 索氏体(S) F与Fe3C的机械混合物。其片层比P更细密，在高倍（700倍以上）显微放大时才能分辨。屈氏体(T) F与Fe3C的机械混合物，片层比S细密，在一般光学显微镜下也无法分辨，只能看到如墨菊状的黑色形态。当其少量析出时，沿晶界分布，呈黑色网状；当析出量较多时，呈大块黑色团状，只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层。 贝氏体(B) A的中温转变产物，也是F与Fe3C的两相混合物。在显微形态上，主要有三种形态： 上贝氏体(B上) 由成束平行排列的条状F和条间断续分布的Fe3C所组成的非层状组织。当转变量不多时，在光学显微镜下为成束的F条向A晶内伸展，具有羽毛状特征。 下贝氏体(B下) 在片状F内部沉淀有K的两相混合物组织。它比淬火M易受浸蚀，在显微镜下呈黑色针状。在电镜下可以见到，在片状铁素体基体中分布有很细的碳化物片，它们大致与铁素体片的长轴成55~60o的角度。 粒状贝氏体 是最近十几年才被确认的组织。在低、中碳合金钢中，特别是连续冷却时（如正火、热轧空冷或焊接热影响区）往往容易出现，在等温冷却时也可能形成。它的形成温度范围大致在上贝氏体转变温度区的上部，由铁素体和它所包围的小岛状组织所组成。 马氏体(M) C在α-Fe中的过饱和固溶体。M的形态按含C量主要分两种，即板条状和针状。 板条状马氏体(M板) 一般为低碳钢或低碳合金钢的淬火组织。组织形态由尺寸大致相同的细M条定向平行排列组成M束或M领域。在M束之间位向差较大，一个A晶粒内可形成几个不同的M领域。
9sicr热处理实验报告
机械工程材料实验报告 一.任务书分析 1.圆板牙的服役条件及可能的失效形式 1.1用圆片板牙加工螺纹时，呈半切削半挤压状态。板牙的内径和中径为切削部 板牙 分，尤其是板牙内径要承受较大的切削力，因此必须具有一定的强度和切削能力。考虑到板牙切削出的螺钉与螺孔配合时应有一定的间隙，并考虑到磨损量，故设计板牙时，应使内径和中径小于螺纹内径、中径的标称尺寸 1.2.1疲劳断裂的分析 疲劳断裂是机械零件在循环应力作用下，将会出现的疲劳断裂。所有机械零件在工作过程中的实效疲劳断裂与断裂失效的50%~90%时，疲劳断裂一般会发生突然，危害性大，疲劳断裂是发生在零件的局部应力区，某些晶粒在变力作用下形成微裂纹，随着循环数增加，裂纹继续扩展，导致最终疲劳断裂。针对疲劳断裂的特点，可以采用各种强化方法来提高零件的抗疲劳能力。 1.2.2 磨损失效的分析 磨损是相互接触的零件间存在滑动时，接触表面会因发生摩擦损坏而引起形状变化的现象，它是一种可以看到的，渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。 磨粒磨损是由于相对运动的物体接触时，滑动表面高低不平，凸出的硬质点将轴的接触面刨出沟槽或划伤而产生的破坏。常见的磨粒磨损有：与切削、磨削加工类似的和有高强度、高硬度的磨粒进入两个接触面间的沟槽。 黏着磨损是在两个相对运动的物体直接接触中，由于接触应力很高而引起塑性变形，导
致物体接触，温度升高并发生黏着、焊合现象，分离时黏合处撕开，从而将小块料撕去，造成表面损伤。 提高耐磨性，一是要材料有高硬度，若材料中存在耐磨硬颗粒，更有利。二是材料具有小的摩擦系数，降低配对材料间的原子结合力，此外，改善润滑条件，细化表面粗糙度，使机械零件保持清洁等，均有利于减少摩擦磨损。 1.2.3 变形失效的分析 变形失效主要有弹性和塑性变形失效。 弹性变形失效是零件过量弹性变形产生的失效。主要是指失去弹性的能力，属于功能失效。引起弹性变形的原因零件刚度不够，除结构因素外，还取决与材料的弹性模量，因此，要预防弹性变形失效，因选择弹性模量高的材料来制作零件。 塑性变形失效是零件因过量塑性变形产生的失效，主要由于应力过大造成的。零件产生塑性变形，是由于实际工作应力超过了这种材料的屈服强度。在设计装配使用正常情况下，应考虑选用高屈服强度材料。 1.3材料的选择及其技术要求 适合做板牙的材料一般有4种 9SiCr、Crl2MoV、Crl2MoV、65Nb 要承受强烈的摩擦，并承受冲击载荷及挤压力，其失效形式通常是齿部磨损、点蚀、崩齿和剥落。板牙一般采用9SiCr、Crl2MoV等合金工具钢制造，要求硬度59～62 HRC。 1.3．1 9SiCr 根据长期积累的经验，将两块搓丝板背靠背绑扎在专用的淬火夹具上，400—500 oC空气炉预热，860～870℃盐浴加热，淬火介质为160—180 oC硝盐或热油；(210～230)℃x2 h x 2次硝盐浴回火，硬度59—6l HRC。 1.3.2 Crl2MoV 制作的板牙有低淬低回和高淬高回两种热处理工艺。高、低淬火工艺各有千秋，笔者主张不高不低的方法，即500℃空气炉烘干，850℃中温炉预热，1050—1060 oC加热，在580～600 oc的中性盐浴中分级3～5 rain，立即放入260～280℃硝盐中等温30—45 rain；(500—520)oC X 2 h×2次回火。结果硬度59～62 HRC，工件畸变小，使用寿命高。 1.3.3 65Nb 600℃、850℃两次预热，1120℃加热，580— 620 oC中性盐浴分级淬火；570 oC×1．5 h x 2次回 火，硬度61．0—61．5 l-IltC。65Nb钢制的板牙使用寿命高，甚至超过进口的同类产品。
常用金属材料显微组织观察实验报告
常用金属材料显微组织观察实验报告- 图文 常用金属材料的显微组织观察 一、实验目的 1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。 二、金属材料的显微组织观察及分析 1．几种常用合金钢的显微组织 合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。 1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。 图1、16Mn-淬火-x400 马氏体 16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。 图2、16Mn-正火-x400 铁素体索氏体 16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。在400倍显微镜下，索氏体基
本上不可分辨。 16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。广泛应用于各种板材、钢管。 图3、65Mn-等温淬火-400 下贝氏体 65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。 特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。但有过热敏感性和回火脆性。 1 应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。 图4、等温淬火-30CrMnSi-x400 回火索氏体 30CrMnSi是高强度调质结构钢。组织形貌，保持马氏体位向的回火索氏体，并出现极少量的铁素体。 特性：具有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横向的冲击韧性差。焊接性能较好，但厚度大于3mm时，应先预热到150℃，焊后需热处理。一般调质后使用。 用途：多用于制造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子 图5、GCr15-x400 隐晶马氏体点状碳化物 2 GCr15是滚动轴承钢，是一种常用的高铬轴承钢，具有高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度。GCr15经淬火回火处理后，组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物。
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。30钢是亚共析钢，热处理后室温下的组织为铁素体和珠光体，而t10钢为过共析钢，热处理后室温下的组织为珠光体和渗碳体。渗碳体是脆硬相硬度比铁素体高，所以在相同的热处理状态下t10的硬度比30钢高。 五、结论 1、不同的热处理对材料的性能影响不同。 2、不同材料成分的钢在相同的热处理状态下性能不同。篇二：金属材料及热处理实验报告金属材料及热处理实验报告 学院：高等工程师学院专业班级：冶金e111姓名：学号： 杨泽荣 41102010 2014年6月7日45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目的 .............................................................................