金屬工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、45鋼和T10鋼實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)儀器與試樣1試樣：2018mm2. 箱式電阻爐，布氏硬度計(jì)，洛氏硬度計(jì)，砂紙、水（2030）二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（一）45鋼 (退火或正火，淬火，回火)1. 對(duì)熱處理前的45鋼試樣進(jìn)行硬度測(cè)試。 采用布氏硬度計(jì)對(duì)原始試樣進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)三次取平均值。注意試樣表面應(yīng)光滑平坦，不應(yīng)有氧化皮及油污等。本實(shí)驗(yàn)可用砂紙打磨后用丙酮清洗干凈后進(jìn)行測(cè)量。2. 對(duì)45鋼進(jìn)行完全退火并測(cè)硬度（1）加熱溫度45鋼的完全退火是加熱到Ac3以上3050，即780+30780+50，在810830之間取一個(gè)溫度值。（2）加熱速度：形狀簡(jiǎn)單的碳素鋼可以隨爐升溫，不控制加熱速度。（3）保溫時(shí)間一

2、般碳素鋼在溫度800左右的箱式電阻爐中加熱，以每毫米直徑或每毫米厚度保溫1.01.5min為宜。本實(shí)驗(yàn)按1分鐘/每毫米直徑確定保溫時(shí)間按為 20min。（4）冷卻速度 一般情況下碳鋼的冷卻速度為100150/h。本實(shí)驗(yàn)試樣隨爐冷卻到500左右可出爐空冷。完全退火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用布氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)三次取平均值。3. 對(duì)45鋼進(jìn)行正火并測(cè)硬度 與上述完全退火工藝相同，不同的是最后冷卻的時(shí)候，保溫一段時(shí)間后將試樣直接從爐中取出空冷。 正火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用布氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)三次取平均值。注：鋼的退火和正火每

3、個(gè)小組自由選擇其中一個(gè)工藝做即可4.對(duì)45鋼進(jìn)行淬火并測(cè)硬度。 加熱溫度，加熱速度，保溫時(shí)間和完全退火工藝相同，所不同的是冷卻的時(shí)候，保溫一段時(shí)間后直接將試樣從爐中取出，然后迅速將試樣淬入水中，注意淬入水后要不停的運(yùn)動(dòng)，破壞試樣表面蒸氣膜的形成。同時(shí)水溫控制在40以下，還必須不斷補(bǔ)充新水，冷卻水要保持清潔，否則也會(huì)降低冷卻能力。 淬火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)五次取平均值。5.對(duì)45鋼進(jìn)行回火并測(cè)硬度。 將淬火后的試樣重新加熱到表5中的某一個(gè)溫度范圍內(nèi)，保溫30min,然后從爐中取出試樣空冷。 回火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打

4、磨掉，然后采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)五次取平均值。（二）T10鋼 (正火，球化退火，淬火，回火)1. 對(duì)熱處理前的T10試樣進(jìn)行硬度測(cè)試。 采用布氏硬度計(jì)對(duì)原始試樣進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)三次取平均值。注意試樣表面應(yīng)光滑平坦，不應(yīng)有氧化皮及油污等。本實(shí)驗(yàn)可用砂紙打磨后用丙酮清洗干凈后進(jìn)行測(cè)量。2. 對(duì)T10鋼進(jìn)行正火并測(cè)硬度（1）加熱溫度T10鋼的正火是加熱到Acm以上3050，即800+30800+50，在830850之間取一個(gè)溫度值。（2）加熱速度：形狀簡(jiǎn)單的碳素鋼可以隨爐升溫，不控制加熱速度。（3）保溫時(shí)間一般碳素鋼在溫度800左右的箱式電阻爐中加熱，以每毫米直徑或每毫米厚度保溫1.01

5、.5min為宜。本實(shí)驗(yàn)按1分鐘/每毫米直徑確定保溫時(shí)間按為 20min。（4）冷卻速度 試樣直接從爐中取出空冷。正火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用布氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)三次取平均值。3. 對(duì)T10鋼進(jìn)行球化退火并測(cè)硬度 T10鋼的球化退火是加熱到Ac1以上3050，即730+30730+50，在760780之間取一個(gè)溫度值。保溫20min，然后隨爐冷卻。 球化退火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用布氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)三次取平均值。4. 對(duì)T10鋼進(jìn)行淬火并測(cè)硬度 T10鋼的淬火同樣是加熱到Ac1以上3050，在760780之間取一個(gè)溫度

6、值。保溫20min，將試樣從爐中取出，然后迅速將試樣淬入水中，注意淬入水后要不停的運(yùn)動(dòng)，破壞試樣表面蒸氣膜的形成。同時(shí)水溫控制在40以下，還必須不斷補(bǔ)充新水，冷卻水要保持清潔，否則也會(huì)降低冷卻能力。 淬火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)五次取平均值。5.對(duì)T10鋼進(jìn)行回火并測(cè)硬度。 本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)T10鋼進(jìn)行低溫回火，將淬火后的試樣重新加熱到150200之間的某一溫度，保溫保溫30min,然后從爐中取出試樣空冷。 低溫回火后的試樣先用砂紙將表面的氧化皮和脫碳層打磨掉，然后采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試，共測(cè)五次取平均值。幾種常用的碳鋼（45、T10和

7、T12）回火溫度和硬度的關(guān)系列于表6，供實(shí)驗(yàn)參考。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求： 1.把每次測(cè)的硬度值都記錄下來(lái)，并取平均值； 2.把每次采用的熱處理工藝參數(shù)寫(xiě)清楚，最好采用表格的形式，將熱處理工藝與硬度數(shù)值對(duì)應(yīng)起來(lái)，并根據(jù)理論推斷試樣熱處理后的金相組織（也可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室已有的相對(duì)應(yīng)的金相標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行觀察）。 3.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比與分析；4.實(shí)驗(yàn)感想。附：1. 布氏硬度計(jì)的操作步驟2. 洛氏硬度計(jì)的操作步驟1.布氏硬度計(jì)的操作步驟一、試驗(yàn)前準(zhǔn)備a.按所需試驗(yàn)力掛好砝碼。b.松開(kāi)壓緊釘，轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)力保持時(shí)間圓盤(pán)，使紅色標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)所需試驗(yàn)力保持時(shí)間刻線。c.將試樣置于臺(tái)上。上升試臺(tái)，直至手輪與絲杠螺母相對(duì)滑動(dòng)。二、試驗(yàn)a.轉(zhuǎn)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，接通電源，使紅色電源指示燈點(diǎn)亮。b.按動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，并做好擰緊壓緊螺釘?shù)臏?zhǔn)備。c.在試驗(yàn)力保持時(shí)間綠色指示燈點(diǎn)亮的同時(shí)，迅速擰緊壓緊螺釘。這樣，試驗(yàn)力將保持到所需的時(shí)間。d.電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，下降試樣臺(tái)，取出試樣。e.用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量壓痕兩垂直方向的直徑，多測(cè)幾次取其平均值。由查表2可得到布氏硬度值。測(cè)量壓痕時(shí)，要嚴(yán)防讀數(shù)顯微鏡與試樣發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。f.試驗(yàn)完畢，切斷電源。注意：試驗(yàn)后的壓痕直徑應(yīng)在0