45钢的淬火工艺

45钢的淬火工艺

一、实验目的

1、了解45钢的淬火工艺方法。

2、认识45钢淬火后的金相组织。

3、分析淬火对碳钢性能的影响。

二、实验原理

钢的淬火

所谓淬火就是将钢加热到 Ac3（亚共析钢）或Ac1 (过共析钢)以上30～50℃，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。碳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。

为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。

（1）淬火温度的选择

选定正确的加热温度是保证

淬火

质量的重要环节。淬火时的具体加热

温度主要取决于钢的含碳量，可根据

相图确定（如图4所示）。对

亚共析钢，其加热温度为＋30～

50℃，若加热温度不足（低于），则

淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温

度为＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。

（2）保温时间的确定

淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。

表1 碳钢在箱式电炉中保温时间的确定

加热温度(℃)

工件形状

圆柱形方形板形

保温时间

分钟/每毫米直径分钟/每毫米厚度分钟/每毫米厚度

700 1.5 2.2 3 800 1.0 1.5 2 900 0.8 1.2 1.6 1000 0.4 0.6 0.8 （3）冷却速度的影响

冷却是淬火的关键工序，它直

接影响到钢淬火后的组织和性能。冷

却时应使冷却速度大于临界冷却速

度，以保证获得马氏体组织；在这个

前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据C曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与C曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。

为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等)。不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2。

表2 几种常用淬火介质的冷却能力

冷却介质在下列温度范围内的冷却速度（℃/秒）650～550℃300～200℃

18℃的水600 270

50℃的水100 270 10％NaCl水溶液（18℃）1100 300 10％NaoH水溶液（18℃）1200 300 10％NaoH水溶液（18℃）800 270 蒸馏水（50℃）250 200

硝酸盐（200℃）350 10

菜籽油（50℃）200 35

矿务机油（50℃）150 30

变压器油（50℃）120 25 三、实验内容及步骤

根据设备设备情况，每班分为五个小组进行。

●每组按要求领取试样。

●按照Fe—FeC3相图确定淬火加热温度及保温时间，并在加热炉面板上完

成对加热温度及时间的设定。

●将试样放入炉内，关上炉门，按下开关，开始加热。完成热处理之后取

出试样。

●对热处理后的试样磨制、抛光和腐蚀后，进行显微组织观察。

●将热处理前后的试样表面用砂纸（或砂轮）磨平,并分别测出洛氏硬度

值（HRC或HRB）。

●将实验数据填入下表。

材料编

号

淬火工艺硬度

组织加热

温度

保温

时间

冷却

方式

处理前

（HR ）

处理后

（HR ）

45# 1 2 3 4 5 6 7 8

四、实验设备及材料

1、箱式电炉及控温仪表

2、洛氏硬度计

3、冷却介质：水、油（室温）

4、试样材料： 45钢

五、注意事项

1、本实验加热所用设备为电炉，电炉一定要接地，在放、取试样时必须先切断电源。

2、往炉中放，取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水。

3、试样由炉中取出淬火时，动作要迅速，以免温度下降，影响淬火质量。

4、试样在淬火液中应不断搅动，以免试样表面由于冷却不均而出现软化点。

5、淬火时水温应保持20～30℃左右，水温过高要及时换水。

6、淬火或回火后的试样均要用砂纸打磨表面，去掉氧化皮后再测定硬度值。

六、实验报告要求

1、实验目的。

2、分析加热温度与冷却速度对钢性能的影响。

3、绘制出45钢正火温度与硬度的关系曲线图。

4、分析实验中存在的问题。

45钢的正火工艺

一、实验目的

1、了解45钢的正火工艺方法。

2、认识45钢正火后的金相组织。

3、分析正火对碳钢性能的影响。

二、实验原理

钢的正火

将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。

正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能