20号钢热处理综合实验报告
20钢金相制备与组织分析实验报告
20钢金相制备与组织分析实验报告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+二次渗碳体，且为不连续。
（3）应用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
20号钢热处理实用工艺对组织性能地影响
20号钢热处理工艺对组织性能的影响1.前言1.1名称及性质20号钢，含碳量为0.2%，该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、深碳淬硬钢。
该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。
抗拉强度为253-500MPa，伸长率≥24%。
密度是7.85，无冲击韧度。
1.2应用冷变形塑性高，一般供弯曲、压延用，为了获得好的深冲压延性能，板材应正火或高温回火；用于不经受很大应力而要求很大韧性的机械零件，如轴套、螺钉、杠杆轴、变速箱变速叉、齿轮、重型机械拉杆、钩环等，还可用于表面硬度高而心部强度要求不大的渗碳于氰化零件。
1.3实验目的测定含碳量，加热温度，加热时间，冷却速度等因素对20号钢的影响，本实验还研究一般材料成分、组织及性能的关系，探寻成分、组织与性能之间存在着的对应关系和规律，加深理论知识的熟悉程度和应用能力的提高。
1.4任务完成测定试样硬度，制备金相样品，观察组织，照相，分析，出报告等任务。
2.材料及实验2.1材料的化学成分及力学性能[1]2.2实验设计内容根据对含碳量，加热温度，加热时间，冷却速度对碳钢材料硬度的影响资料的检索得到如下的相关数据：在本试验条件下，试样硬度随加热保温时间的变化而发生曲折的变化。
当试样还未发生奥氏体化时，硬度随着温度时间的增加而提高;当试样刚开始奥氏体化至刚完全奥氏体化为止，硬度随着奥氏体化转变量的增加而下降;当试样完全奥氏体化后，随着保温时间的延长，硬度缓慢升高。
200 119 100 0 1 2 3 4 10 191 150 硬度HV 图1 保温时间（分）碳量、加热温度、加热时间、冷却速度对试样硬度性能的影响。
淬火：是将钢或合金加热到临界温度Ac1(过共析钢)或Ac3（亚共析钢）以上30～50℃，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥氏体化，然后在水或油等介质中快速冷却，以得到高硬度的淬火马氏体组织的一种工艺方法。
①提高硬度和耐磨性；②提高弹性；③提高强韧性；④提高耐蚀性和耐热性。
20钢热处理状态
标题：20钢热处理状态分析一、概述20钢是一种常见的碳钢，广泛应用于结构件、传动件等领域。
热处理是改变金属内部组织结构，以达到改善金属性能、提高金属强度、节约金属料及模具寿命的一种工艺方法。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等基本工艺，其处理效果对于金属的最终性能有很大的影响。
二、热处理工艺对20钢的影响1. 退火：退火是一种对材料进行高温软化后再缓慢冷却的工艺方法。
退火可消除20钢在加工过程中产生的内应力，使金属处于比较稳定的状态。
同时，退火可改善金属的加工性能和机械性能，如增加金属的韧性。
2. 正火：正火是将材料加热到临界点AC3或AC1以上某一温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的加工工艺。
正火能改善钢材的加工性能和使用性能，提高金属的强度和硬度。
在20钢中，正火可细化晶粒，消除组织缺陷，使组织均匀化。
3. 淬火：淬火是将钢加热到临界温度以上某一温度，保温一定时间，然后迅速冷却的工艺方法。
淬火能显著提高20钢的硬度和耐磨性，但会降低其塑性和韧性。
因此，在淬火后需要进行回火处理以改善其综合性能。
4. 回火：回火是将钢加热到某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的工艺方法。
回火是提高20钢韧性的有效方法，同时也能消除淬火产生的内应力，稳定工件的尺寸。
三、实际应用在实际应用中，根据工件的用途和要求，可能需要对20钢进行不同的热处理工艺。
例如，对于需要较高硬度和耐磨性的结构件，可能需要进行淬火和低温回火；对于需要较高韧性和塑性的传动件，可能需要进行正火和时效处理。
通过合理的热处理工艺，可以最大限度地发挥20钢的性能优势，同时避免其劣势。
四、结论综上所述，热处理工艺对20钢的性能具有显著影响。
通过合理的热处理工艺，可以有效地改善20钢的加工性能和使用性能，提高其硬度和耐磨性，同时保持较高的韧性和塑性。
在实际应用中，应根据工件的用途和要求选择合适的热处理工艺。
20号钢热处理综合实验报告
实验名称：20号钢热处理组织和硬度综合实验一．实验目的（1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。
（2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。
（3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。
（4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。
二．简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及钢热处理后的显微组织特征金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
三．简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。
以0.002毫米作为一个硬度单位。
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC三种硬度。
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
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对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
20号钢热处理工艺对组织性能的影响
20号钢热处理工艺对组织性能的影响1.前言1.1名称及性质20号钢，含碳量为0.2%，该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、深碳淬硬钢。
该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。
抗拉强度为253-500MPa，伸长率≥24%。
密度是7.85，无冲击韧度。
1.2应用冷变形塑性高，一般供弯曲、压延用，为了获得好的深冲压延性能，板材应正火或高温回火；用于不经受很大应力而要求很大韧性的机械零件，如轴套、螺钉、杠杆轴、变速箱变速叉、齿轮、重型机械拉杆、钩环等，还可用于表面硬度高而心部强度要求不大的渗碳于氰化零件。
1.3实验目的测定含碳量，加热温度，加热时间，冷却速度等因素对20号钢的影响，本实验还研究一般材料成分、组织及性能的关系，探寻成分、组织与性能之间存在着的对应关系和规律，加深理论知识的熟悉程度和应用能力的提高。
1.4任务完成测定试样硬度，制备金相样品，观察组织，照相，分析，出报告等任务。
2.材料及实验2.1材料的化学成分及力学性能[1]2.2实验设计内容根据对含碳量，加热温度，加热时间，冷却速度对碳钢材料硬度的影响资料的检索得到如下的相关数据：在本试验条件下，试样硬度随加热保温时间的变化而发生曲折的变化。
当试样还未发生奥氏体化时，硬度随着温度时间的增加而提高;当试样刚开始奥氏体化至刚完全奥氏体化为止，硬度随着奥氏体化转变量的增加而下降;当试样完全奥氏体化后，随着保温时间的延长，硬度缓慢升高。
200 119 100 0 1 2 3 4 10 191 150 硬度HV 图1 保温时间（分）碳量、加热温度、加热时间、冷却速度对试样硬度性能的影响。
淬火：是将钢或合金加热到临界温度Ac1(过共析钢)或Ac3（亚共析钢）以上30～50℃，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥氏体化，然后在水或油等介质中快速冷却，以得到高硬度的淬火马氏体组织的一种工艺方法。
①提高硬度和耐磨性；②提高弹性；③提高强韧性；④提高耐蚀性和耐热性。
20钢热处理正火过程温度场分析
20钢热处理正火过程温度场分析任务书1．课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，运用所学过的金属学及热处理等专业知识，了解20钢的概况、钢的热处理原理和热处理工艺；熟悉20钢的热处理工艺方法；熟悉ANSYS 软件；掌握ANSYS软件计算热处理过程温度场的方法，为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。
2．主要任务（1）制定20钢热处理工艺。
（2）计算热处理加热过程某些时刻温度场的分布及某些特定位置温度随时间的变化关系。
（3）计算热处理冷却过程某些时刻温度场的分布及某些特定位置温度随时间的变化关系。
（4）分析热处理过程温度场分布对20钢组织和力学性能的影响。
（5）撰写毕业论文。
结构完整，层次分明，语言顺畅；避免错别字和错误标点符号；格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。
3．主要参考资料[1] 赖宏，刘天模. 45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[J].重庆大学学报，2003，26（03）:82-84.[2] 朱圆圆，祁文军，易挺，等. 钢件淬火过程温度场的数值模拟[J]. 新技术新工艺，2008，（11）：97-99.[3] 崔忠圻，覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京，机械工业出版社，2007：230-308 4．进度安排审核人：2015 年1 月16 日20钢热处理正火过程温度场分析摘要：选取20钢为研究对象，利用ANSYS软件建立有限元模型，通过热分析模块对20钢正火过程温度场分布进行了模拟计算。
结果表明随着逐渐的冷却，零件的温度迅速降低，零件的各个点温度下降的速率不同，而且随着冷却的时间越长，温度也随之越来越低。
在空冷刚开始的时候，温度下降的速度较快，中心降温过程中受零件其他部分的热影响大，下降速度慢。
关键词：20钢；温度场；ANSYS模拟Thermal analysis of Steel 20's normalizing heat-treatment Abstract：Select 20 steel as the research object, the finite element model is established by use of ANSYS software, and through the thermal analysis module of 20 steel normalizing process simulation on temperature field distribution. Results show that along with the gradually cooling, the temperature of the parts to reduce rapidly, each point temperature drop rate of different parts, and as the longer the cooling time, low temperature has been more and more. In air cooling in the beginning, the temperature drops faster, center by the rest of the parts in the process of cooling heat affected big, slow down.Keyword: steel 20；The temperature field；Ansys simulation目录1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究进展 (1)1.3 研究的主要内容 (2)1.4 研究方法 (3)2 20钢热处理工艺 (4)2.1 20钢概述 (4)2.2 热处理工艺的制定 (5)3 ANSYS有限元软件 (8)3.1 简介 (8)3.1.1 热分析 (9)3.2 主要模块介绍 (9)3.3 有限元单元法概念 (12)4 基于ansys正火过程温度模拟 (13)4.1 温度场数学模型建立 (13)4.2 相关数据确定 (13)4.3 材料参数 (14)4.4 前处理 (15)4.5 施加载荷 (17)4.6 求解及分析结果 (17)4.6.1 正火过程某些时刻温度场分析 (17)4.6.2 空冷过程某些特定点位置随时间变化曲线图 (20)4.7 模拟结果分析 (23)5 总结 (24)5.1 展望 (24)参考文献 (25)致谢 (27)1 绪论1.1研究的目的及意义20号钢是含碳量为0.2%的低碳钢，很少淬火，无回火脆性。
钢的热处理综合性实验报告
《工程材料》实验报告姓名：学号：班级：时间：机械工程学院材料成型实验室钢的热处理综合性实验一、实验目的1.熟悉钢的正火、退火、淬火、回火热处理操作；2.熟悉洛氏硬度计和维氏硬度计的测试原理和操作方法；3.熟悉金相试样的制备和显微镜的使用；4.分析钢经不同热处理后的显微组织和力学性能变化规律；5.分析合金元素在钢中的作用规律。
二、实验仪器1.洛氏硬度计（型号：Hr-150）2.维氏硬度计（型号：Hv-120）3.金相显微镜（型号：IE200M）4.抛光机（型号：P-1）5.砂轮切割机（型号：QG-1）6.镶嵌机（型号：XQ-2B）7.热处理炉（型号：SX24-13）三、实验材料1.45钢和40Cr钢2.砂纸（型号和粒度：DP22 400cw 600cw 800cw 2000cw）3.抛光粉：氧化铝4.腐蚀剂：4%硝酸四、实验内容将45钢和40Cr钢试样放入热处理加热炉（型号：SX24-13），加热到850℃保持20min后，分别进行水冷、油冷和炉冷。
将水冷的试样分别放入200℃、400℃和600℃回火炉（型号：RJC108）中保持30min，出炉水冷。
采用砂轮切割机，将经不同热处理后的试样从中间切开，在剖开的截面上利用洛氏硬度计分别测量试样心部、1/2R处和表层处硬度值。
填入表1中。
采用砂纸，将试样表面磨光，然后抛光、腐蚀（腐蚀剂：4%硝酸溶液），在显微镜下观察金相组织，采用维氏硬度计测量试样不同区域的维氏硬度值，记录在表1中。
五、实验结果45和40Cr钢热处理实验结果见表1 。
表1 45钢和40Cr钢热处理实验结果材料热处理工艺硬度值，HRC表层1/2R处中心45钢850℃×20min，炉冷 6.709.158.81850℃×20min，空冷15.5710.578.62850℃×20min，油冷32.8329.6827.75850℃×20min，水冷44.2041.0039.4 850℃×20min，水冷+200℃×30min，水冷44.0037.1734.08 850℃×20min，水冷+400℃×30min，水冷37.6736.8534.06 850℃×20min，水冷+600℃×30min，水冷24.0321.9821.0240Cr钢850℃×20min，炉冷13.9212.4710.71850℃×20min，空冷19.0719.7119.84850℃×20min，油冷51.1751.9251.85850℃×20min，水冷58.2354.4652.89 850℃×20min，水冷+200℃×30min，水冷52.8755.9756.07 850℃×20min，水冷+400℃×30min，水冷48.0752.8151.74 850℃×20min，水冷+600℃×30min，水冷42.6844.6747.05六、实验报告要求1.提交电子版实验报告，个人直接发送至我qq邮箱：2.表1数据和所照样品的金相照片同组可以共享；3.结果分析部分，同学之间可以口头讨论，但不得复制他人的实验报告内容，否则，实验成绩以0分计，切记！！！4.结果分析部分排版要美观，图要有图号和图题，且图号和图题放在图的下方。
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一.实验目的
（1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。
（2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。
（3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。
（4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。
二.简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及
钢热处理后的显微组织特征
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却（冷却速度最慢），目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶
长安大学材料综合实验（下）
液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710 C的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
三.简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围
洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。
以0.002毫米作为一个硬度单位。
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120 °的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm 的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC 三种硬度。
HRA :是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB :是采用100kg载荷和直径1.59mm 淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC :是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
另外：
（1） HRC含意是洛式硬度C标尺，
（2） HRC和HB在生产中的应用都很广泛
(3) HRC 适用范围HRC 20 ―― 67 ,相当于HB225 ―― 650 若硬度高
于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。
若硬度低于此
范围则用洛式硬度B标尺HRB。
布式硬度上限值HB650,不能高于此值。
(4) 洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。
布氏硬度计之压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW )，试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。
(5) 洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。
布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。
(6) 洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。
(因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的)布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。
(7) 洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。
布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。
(8) 在一定条件下，HB与HRC可以查表互换。
其心算公式可大概记为：1HRC〜1/10HB。
四.实验仪器名称、型号以及实验材料
(1)两个20号钢圆柱试样
(2)防水砂纸若干
(3) 抛光机一台
(4 )金相显微镜一台
(5 )洛氏硬度试验机
(6)箱式电阻炉
五. 20号钢材料简介
材料名称：优质碳素结构钢
牌号：20钢 标准：GB/T 699-1988
特性及适用范围：
强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。
冷变形塑性 高、一般供弯
曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接 性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂 纹。
切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不 大而韧性要求高的。
伸长率85 ( %)25
断面收缩率® (%):> 55
化学成份：
碳 C : 0.17 〜0.24
锰 Mn : 0.35 〜0.65
磷 P : < 0.035
镍 Ni : < 0.25
力学性能： 抗拉强度
屈服强度 硅 Si : 0.17 〜0.37 硫 S :< 0.035 铬 Cr : < 0.25 铜 Cu : < 0.25
ob (MPa) :> 410(42) os (MPa)245(25)
硬度：未热处理，< 156HB
试样尺寸：试样尺寸d20 9mm
六.实验内容
工件规格：d20 9mm
具体工艺流程：910 C,到温入炉，保温时间30min，空冷
欲得组织：以分散度较高的的铁素体为基体+片状珠光体。
预期效果：取
得较为显著的硬度提高以及较好的综合性能。
实验步骤：
(1) 对切样进行粗磨
(2) 在布氏硬度机上测量其中一个切样的表面硬度
(3) 第一次记录硬度大小，采集三次数据。
(4) 预热炉温至920 C
(5) 将两个切样放入保温炉中，保温时间30mi n
(6) 空冷至室温
(7) 再进行粗磨去除氧化铁皮
(8) 精磨获得抛光表面
(9) 将其中一个表面次光滑的切样进行二次硬度测试，采集三次数据
(10) 将剩下的切样进行侵蚀，采用4%的硝酸酒精溶液腐蚀抛
光表面，当切样抛光面呈灰色就立即用清水清除残酸，插上酒精棉, 用吹风机吹干
(11) 在先问经商观察，并在不同倍数的条件下摄像
七.实验结果
1、组织照片
20钢920 C正火200倍4%的硝酸酒精溶
由正火后的金相显微组织可以发现，正火处理后，20号钢样品
的组织整体上细小均匀，在铁素体基体上分布着大量细小的片状珠光体，但有部分粗大组织，这是由于正火温度过高、保温时间过长、冷却过慢或原始组织很粗大造成正火后组织粗大。
组织中先共析铁素体较少，珠光体数量较多，珠光体片间距较小。
而且正火后组织中出现铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的魏氏组织。
魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。
钢由高温较快地冷
却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不易出现。
这魏氏组织的出现
导致硬度一定程度的下降。
2、硬度实验结果
表1材料在正火状态下的显微组织及洛氏硬度
测量前后对照的数据显示20钢的硬度提高了17.3%。
由于采用了高于100左右的加热温度，增大了奥氏体的稳定性，而且以空冷的形式，增大了过冷速度，可能在组织上出现较细的片状珠光体，且分散度较高的铁素体。
由于片状珠光体的表面能较大，片间距较小，对基体的切割作用较强，碳化物在力学上硬度远高于基体，所以综合这几点，推动了切样的表面硬度性能的提高。
八.实验总结
在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。
在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出
长安大学材料综合实验（下）
来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或二角形，其间存在着珠光体的组织。
这种组织称为魏氏组织。
实际生产中遇到的魏氏组织大多是铁素体魏氏组织•魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，因此, 使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。
魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。
钢由高温较快地冷却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不易出现。
钢中的魏氏组织一般可通过细化晶粒的正火、退火以及锻造等方法加以消除，程度严重的可采用二次正火方法加以消除。