鋼的熱處理實驗報告

1、鋼的熱處理實驗報告篇一：熱處理實驗報告熱處理工藝對鋼組織與性能的影響一、實驗目的1. 了解熱處理工藝、組織和性能之間的關系.2. 了解熱處理設備和幾種熱處理工藝的實際操作,熟悉合金元素在鋼中的作用.3. 考查學生綜合運用所學理論和實驗技術(shù)的水平,培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的水平.二、實驗內(nèi)容與方案本實驗采用的鋼材有40、40CrNi和T8三種,對于每一種鋼材,要求得到如下組織：晶粒粗大的馬氏體+剩余奧氏體；晶粒細小的馬氏體+剩余奧氏體；回火馬氏體；回火屈氏體；回火索氏體；鐵素體+珠光體.對于40和40CrNi精選公文范文鋼還要求得到如下組織：屈氏體網(wǎng)+馬氏體+剩余奧氏體；鐵素體+馬氏體+殘余奧

2、氏體.全班分三組,每組選一種鋼材,每人選一種組織進行如下實驗：1 .根據(jù)所選鋼種和組織,綜合運用所學的熱處理知識,制定合理的或能得到所要求顯微組織的熱處理工藝；2 .根據(jù)制定的熱處理工藝對鋼進行熱處理；3 .測定熱處理后鋼材的性能；4.制備金相試樣,觀察組織并記錄；5.總結(jié)并討論實驗結(jié)果.三、實驗設備與材料1.40、40CrNi和T8鋼試樣2.加熱爐3.硬度計4.拉伸試驗機5.沖擊試驗機7.6.金相顯微鏡及數(shù)碼照相系統(tǒng)磨光機及金相砂紙8.拋光機及拋光液9.浸蝕劑、酒精、玻璃器皿、竹夾子、脫脂棉、濾紙等四、實驗根本要求1 .每位同學均要首先根據(jù)實驗總學精選公文范文時和實驗要求制定實驗方案包括實驗

3、時間的具體安排.注意本綜合性實驗為團隊性實驗,每位同學均無法單獨完成,制定方案和時間安排時要與其他同學協(xié)調(diào)好.2 .在每個同學根據(jù)所選鋼種和組織制定了相應熱處理工藝的根底上,以組為單位討論并協(xié)調(diào)熱處理方案；3 .根據(jù)方案進行熱處理、性能測定、組織觀察與記錄；4 .以組為單位分析和總結(jié)實驗結(jié)果,然后再以班為單位分析和總結(jié)實驗結(jié)果.五、實驗結(jié)果分析1 .根據(jù)所選鋼種和組織,給出合理的熱處理工藝,并作簡要分析以下圖為T8鋼水淬后在300c回火得到的金相圖鋼淬火后在300c左右回火時,易產(chǎn)生不可逆回火脆性.回火到200300c的溫度范圍,淬火鋼中原來沒有完全轉(zhuǎn)變的殘留奧氏體,此時將會發(fā)生分解,精選公文

4、范文：形成貝氏體組織.在中碳和高碳鋼中這個轉(zhuǎn)變比擬明顯.低溫回火脆性,存在低溫回火脆性.物轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)間,在300c左右回火后此脆性區(qū)正是碳化即由于£碳化物轉(zhuǎn)變成的釬e5c2以及Fe3c沿馬氏體板條或片的界面呈薄膜狀析出,引起韌性明顯降低,這是形成低溫回火脆性的主要原因.韌性的剩余奧氏體分解成回火馬氏體或貝氏體也促進此類脆性.在更高溫度回火后脆性消失,假設再次在300c附近回火,脆性不再出現(xiàn),故又稱不可逆回火脆性.2 .記錄實驗結(jié)果,畫出回火溫度與硬度之間的關系曲線(2)回火溫度與硬度之間的關系曲線：3 .分析淬火溫度、淬火介質(zhì)對組織和性能的影響(1)亞共析鋼的淬火加熱溫度一般為Ac

5、3+(3050),此時鐵素體完全溶于奧氏體中,得到細而均勻的奧氏體晶精選公文范文粒,淬火即獲得細小的馬氏體.假設在Ac1Ac3之間加熱,淬火冷卻后有剩余鐵素體,使強度、硬度降低；假設加熱溫度過高,奧氏體晶粒粗化,淬火后那么得到粗大馬氏體組織,導致脆性增加,且容易變形開裂.過共析鋼淬火加熱溫度為Ac1+(3050),加熱狀態(tài)為奧氏體與未溶碳化物,淬火后得到均勻細小的隱晶馬氏體和粒狀碳化物,這種復合組織具有很高的硬度和耐磨性,也有一定韌性.假設淬火溫度過高,碳化物溶解,奧氏體含碳量增加,Ms和Mf點下降,淬火后剩余奧氏體增加,而且因奧氏體晶體長大,淬火后獲得粗壯馬氏體,不僅使鋼的硬度和耐磨性降低,

6、而且是脆性增加,淬火開裂傾向增大.(2)淬火冷卻時為了獲得馬氏體,必須使冷卻速度大于vk；而快冷將產(chǎn)生巨大的組織應力和熱應力,使工件有變形、開裂的危險.上圖為鋼的理想淬火冷卻過程.650以上緩慢冷卻以減小熱應力；650400度之間快冷,以防止過冷奧氏精選公文范文體分解；400以下慢冷通過馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域,以降低馬氏體轉(zhuǎn)變時所產(chǎn)生的組織應力.油在低溫冷卻速度適宜,但在高溫區(qū)冷卻水平卻很低.實際生產(chǎn)中根據(jù)鋼中的特性來選擇淬火介質(zhì),如碳鋼的臨界冷卻速度大,課采用冷卻水平較強的淬火介質(zhì),如水；合金鋼的臨界冷卻速度小,可采用比擬緩和的淬火介質(zhì),如油.4 .分析回火溫度對組織與性能的影響1低溫回火15025

7、0度在此階段回火,馬氏體發(fā)生分解,析出而變成回火馬氏體；淬火應力消除;顯微裂紋大局部愈合.2中溫回火350500度中溫回火組織為回火屈氏體,具有高的彈性和一定的強度,塑性及韌性,在300450回火時,鋼的彈性極限最高.3高溫回火500度碳素結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼的調(diào)質(zhì)處理,能獲得具有良好綜合力學性能的細精選公文范文球化體組織,即回火索氏體.某些高合金鋼淬火后經(jīng)過高溫回火,能獲得更高的硬度、耐磨性和紅硬性.某些高合金滲碳鋼只有采用高溫回火才能降低硬度,改善切削加工性能.5 .分析合金元素對淬透性、回火穩(wěn)定性等的影響1合金元素對馬氏體淬透性的影響Mn、Mo、Cr對增加淬透性的作用最強,Si與Ni次之.

8、為了提升結(jié)構(gòu)鋼的淬透性,不僅要提升過冷奧氏體在珠光體區(qū)的穩(wěn)定性,而且也要提升鋼在貝氏體區(qū)的穩(wěn)定性.這種淬透性嚴格說來應稱為馬氏體淬透性.采用提升過冷奧氏體穩(wěn)定性的強碳化物形成元素如Cr、Mo等與強化鐵素體的元素如Ni、Mn、Si等的配合,可以在很大程度上提升馬氏體的淬透性.這幾種元素同時參加鋼中的效應,往往比單個元素的作用的總和要大好多倍.如果僅用強碳化物元素Cr或Mo來合金化,那么在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)(600650C)和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)(300350c左右)都各有一個奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域.相反,如果用Ni或Mo來合金化,在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)(450550c左右)也有一個奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域.但是如果采用上述兩種元素

9、的配合,將使奧氏體不管在650600c的溫度范圍內(nèi)還是在350300c溫度范圍都有很高的穩(wěn)定性.在結(jié)構(gòu)鋼中,一方面含有Cr、Mo等碳化物形成元素,另一方面含有非碳化物元素(如Ni、Si)及弱碳化物元素(Mn),這種配合,可以大大地提升過冷奧氏體的穩(wěn)定性,從而顯著的提升淬透性.(2)貝氏體淬透性在某些場合,希望僅提升鋼在珠光體區(qū)域的穩(wěn)定性,從而保證一定截面下的鋼件,在一定冷卻速度下,獲得貝氏體組織,以適應金屬構(gòu)件和機械制造上含乂0以上就能顯著地推遲珠光體轉(zhuǎn)變,而對貝氏體轉(zhuǎn)變的影響卻很小,因此要得到貝氏體,Mo是不可缺少的元素,但是為了使較大截面的鋼在空氣冷卻條件下,獲得單一的貝氏體,還必須參加能

10、夠強烈阻止多邊形鐵素體析出,而對貝氏體轉(zhuǎn)變影響不大的元素,最有效的方法是加B元素.某些工件綜合機械性能的需要鋼中六、參考資料1.?金屬材料及熱處理？補充教材,北京科技大學材料科學與工程學院,20062.李洪升,？材料力學實驗？,大連理工大學出版社,19973.?材料科學與工程根底實驗指導書？,北京科技大學材料科學與工程學院,2003篇二：鋼的熱處理綜合實驗實驗二鋼的熱處理綜合實驗一、實驗目的1 .全面熟悉鋼的熱處理綜合實驗過程；2 .掌握常用材料熱處理工藝標準的制定；3 .了解熱處理的操作方法；4 .研究熱處理對鋼的性能的影響；5 .熟悉碳鋼經(jīng)各種熱處理后的顯微組織,.進一步了解碳鋼經(jīng)熱處理后

11、,在組織和性能上有什么改變.二、實驗設備和材料設備：箱式電爐和控溫儀表、洛氏硬度機、臺式金相顯散鏡、預磨機、拋光機材料：45、T10鋼樣、45鋼、T10、T12、20鋼熱處理過試樣一套、各號金相砂紙、金剛石研磨膏、水、油.三、實驗內(nèi)容制定出材料的熱處理工藝標準.分組進行熱處理操作.測定熱處理后樣品的硬度值.金相顯微試樣的制備.觀察各種熱處理后的顯微組組織,繪出組織示意圖.將測得的硬度值與應得到的顯微組織一起填入實驗報告.四、概述設計、制定熱處理工藝標準鋼的熱處理是通過加熱、保溫和冷卻三個步驟來改變其內(nèi)部組織,而獲得所需性能的一種熱加工工藝,它的根本過程包括：將鋼加熱到選定溫度,在該溫度下保持一

12、段時間,然后用選定的速度冷卻.1.加熱溫度的選擇淬火加熱溫度根據(jù)Fe-Fe3C相圖來確定：對亞共析鋼,適宜的淬火加熱溫度為AC+3050C,淬火后的組織為均勻細小的馬氏體.如果加熱溫度缺乏.那么淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體,造成淬火后硬度缺乏.對過共析鋼和共析鋼,合適的淬火加熱溫度為ACl+30-50Co淬火后的組織為隱晶馬氏體與粒狀二次滲碳體,組織中的粒狀二次滲碳體可以明顯提升鋼的硬度和耐磨性.過高的淬火加熱溫度,會使淬火后得到粗大馬氏體和較多的剩余奧氏體組織.使材料的耐精選公文范文精選公文范文磨性下降,脆性增加,這是由于共析鋼含碳量高,加熱到ACCM以上時,碳化物全部溶解,使奧氏體晶粒易于長大,

13、淬火后的馬氏體粗大.同時,奧氏體內(nèi)的含碳量越高,那么淬火后的馬試體量越少,剩余奧氏體量越多.回火溫度將淬火后的鋼重新加熱到AC1一下某個溫度,在該溫度下保溫一定時間,然后在空氣或油中冷卻,這一操作過程叫回火.回火的目的地是消除淬火時產(chǎn)生的能應力,降低鋼的脆性,提升鋼的韌性.按加熱溫度不同,回火可分為三類.見圖3-4.圖1-2回火種類示意圖圖1-3在共析鋼C曲線上估計連續(xù)冷卻速度的影響圖中：a低溫回火.主要用于高碳鋼和高碳合金鋼,回火后保持高硬度和高耐磨性,內(nèi)應力和脆性降低.回火后的組織精選公文范文為回火馬氏體,硬度約為HRC5864.一般用于切削工具量具滾動軸承及滲碳和富化.b中溫回火.主要用

14、于C的碳鋼和合金鋼,回火后內(nèi)應力根本消除,有一定的韌性和較高的彈性于屈服強度.回火后的組織為回火屈氏體,硬度約為HRc3545.一般用于各種彈簧及熱鍛模.c一高溫回火.主要用于%C的碳鋼和合金鋼,回火后既有較高的強度、硬度,又有較好的塑性和韌性.回火后的組織為回火索氏體.硬度約為HRc2035.一般用于軸、螺栓等重要零件.鋼的退火和正火溫度對于不重要的工件,退火、正火可作為最終熱處理.對于重要的工件,退火、正火是中間熱處理,用來消除或改善鑄、鍛、焊過程中的造成的缺陷,為下一道工序作組織準備.表11各種不同成分碳鋼的臨界一.、13精選公又范又溫度局部鋼的退火是將鋼加熱到Ac1或Ac3,以上保溫后

15、隨爐冷卻.鋼的正火是將鋼加熱到Ac3或Accm以上3050C保溫后空冷.正火的冷卻速度比退火大.正火得到的組織比退得到的組織細,強度、硬度也較高.2.保溫時間確實定為了使鋼件內(nèi)外各局部溫度均勻一致,并完成組織轉(zhuǎn)變,必須在加熱溫度下保溫一定時間.圖1-4正火和各種退火的加熱溫度范圍對于碳鋼件,放進預先已加熱至選定加熱溫度的爐內(nèi)加熱.如果是火焰爐、電爐,所需保溫時間大經(jīng)為1分鐘/毫米直徑或厚度,合金鋼應相對延長一點°回火時的加熱、保溫時間,應與回火溫度結(jié)合起來考慮.低溫回火時,為了穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應力,使零件在使用過程中性能與尺寸穩(wěn)定,回火時間要精選公文范文長一些,一般不少于2小時.高溫

16、回火時可不宜過長,過長會使鋼過分軟化,對有的鋼種甚至造成嚴重的回火脆性,一般為1小時左右.3.冷卻速度的選擇冷卻是決定鋼的最終組織與性能的重要工藝參數(shù),同一種碳鋼在不同冷卻速度下冷卻,會得到不同的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物.常采用的冷卻介質(zhì)有爐冷、空冷、風冷、油冷、水冷、等溫鹽浴冷卻等.鋼熱處理后的質(zhì)量檢查工件熱處理后的質(zhì)量檢查都是通過硬度檢驗來實現(xiàn)的,由于硬度既不損壞試樣,又可通過查表或公式換算出強度或其它機械性能值對于較軟的鋼,可用洛氏硬度計測出HRB值.HRB的測量范圍：25100.對于較硬的鋼,可用洛氏硬度計測出HRC值.HRC的測量范圍：2057.無論HRC還是HRB都可通過查表,換算成HB值,以便進

17、行硬度比擬.鋼經(jīng)熱處理后的根本組織概述精選公文范文索氏體：是片狀滲碳體與鐵索體的層片相間的機械混告物,層片分布的較珠光體細密高倍顯微鏡下才能分辨出來,是由奧氏體過冷直接得到的.回火索氏體：淬火鋼在高溫回火后得到的組織.具體的金相特征為鐵素體的基體上分布著細的顆粒狀滲碳體.這些小粒狀碳化物分布得很均勻,所以它的綜合機械性能好、碳鋼經(jīng)熱處理后可得到這種回火索氏體組織,其鐵素體己成等軸狀,已沒有針狀形態(tài).屈氏體；也是珠光體類型的組織,是滲碳體和鐵素體層片相間的機械混合物,但它的層片比索氏體還細密.在一般光學顯微鏡下無法分辨,只有在電子顯微鏡下才能分辨出其中的層片,是由奧氏體過冷直接得到.回火屈氏體：

18、淬火鋼經(jīng)中溫回火后得到的組織,其金相特征是；原來的條狀或片狀馬氏體的形態(tài)還未完全破壞,第二相滲碳體析出在其上,這些滲碳體精選公文范文顆粒很細小,以致在光學顯微鏡下難以分辨.馬氏體：它是碳在aFe中過飽和固溶體.馬氏體形態(tài)按含碳上下分兩種,即板條馬氏體和片狀馬氏體.板條馬氏體：低碳鋼或低碳合金鋼淬火后得到組織為板條馬氏體組織,其金相組織特征是：大小差不多的細馬氏體條定同平行排列成束狀,在束與束之間位相差較大,在一個原始奧氏體晶粒內(nèi)可形成幾個位向不同的馬氏體領域,韌性較好.片狀馬氏體：在含碳較高的鋼中經(jīng)淬火后得到馬氏體呈片狀,在一個奧氏體晶粒內(nèi)形成的第一片馬氏體較粗大,往往橫穿整個奧氏體晶粒,將奧

19、氏體晶粒加以分割,使后形成的馬氏片大小受到限制,所以片狀馬氏體的大小尺寸不一,其間還殘留奧氏體.回火馬氏體：馬氏體經(jīng)低溫回火后,得到的組織為回火馬氏體組織.它仍保持原有片狀馬氏體的形態(tài),但由于在低精選公文范文溫下回火,有極小的碳化物析出,所以回火馬氏體易受侵蝕,在金相顯微鏡下觀察比淬火馬氏體稍暗一些.貝氏體：貝氏體分三種金相形態(tài)：上貝氏體、下貝氏體和粒狀貝氏體.上貝氏體：亦稱針狀貝氏體,其組織特征是：條狀鐵素體大致平行排列,滲碳體分布于鐵素體條間.下貝氏體：亦稱針狀貝氏體,其組織特征是；針狀鐵素體內(nèi)有碳化物沉淀,碳化物的位向與鐵素體長軸約為5560°,針狀呈黑色,易腐蝕,與回火馬氏體

20、相似.粒狀貝氏體：其組織是由鐵素體和鐵素體所包圍的小島狀所組成,島狀組織剛形成時為高碳奧氏體,其后轉(zhuǎn)變的三種情況是：分解為鐵素體和碳化物；發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變；仍保持富碳奧氏體.四、實驗步驟及考前須知實驗前認真閱讀實驗指導書.制定好的熱處理工藝標準要經(jīng)教師檢查無誤前方可進行熱處理操作精選公文范文篇三：金屬材料及熱處理實驗報告金屬材料及熱處理實驗報告學院：高等工程師學院專業(yè)班級：冶金E111姓名：學號：楊澤榮411020212021年6月7日45號鋼300c回火后的組織觀察及洛氏硬度測定目錄一、實驗目的1二、實驗原理11.加熱溫度的選擇12.保溫時間的確定23.冷卻方法3三、實驗材料與設備41.實驗材

21、料42.實驗設備4四、實驗步驟41.試樣的熱處理4淬火4回火52.試樣硬度測一.、20精選公又范又定53.顯微組織觀察與拍照記錄5樣品的制備5顯微組織的觀察與記錄6五、實驗結(jié)果與分析61 .樣品硬度與顯微組織分析62淬火溫度、淬火介質(zhì)對鋼組織和性能的影響6淬火溫度的影響6淬火介質(zhì)的影響73回火溫度對鋼組織與性能的影響7回火溫度對45鋼組織的影響7回火溫度對45鋼硬度和強度的影響74合金元素對鋼的淬透性、回火穩(wěn)定性的影合金元素對鋼的淬透性的影響合金元素對鋼的回火穩(wěn)定性的響.95碳含量對鋼的淬硬性的影響97K、結(jié)論一.、22精選公又范又9參考文獻9一、實驗目的1 .掌握碳鋼的常用熱處理淬火及回火工

22、藝及其應用.2.研究加熱條件、保溫時間、冷卻條件與鋼性能的關系.3.分析淬火及回火溫度對鋼性能的影響.4.觀察鋼經(jīng)熱處理后的組織,熟悉碳鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織及形態(tài)特征.5.了解金相照相的攝影方法,培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力.二、實驗原理鋼的熱處理就是利用鋼在固態(tài)范圍內(nèi)的加熱、保溫和冷卻,以改變其內(nèi)部組織,從而獲得所需要的物理、化學、機械和工藝性能的一種操作.一般熱處理的根本操作有退火、正火、淬火、回火等.進行熱處理時,加熱溫度、保溫時間和冷卻方式是最重要的三個根本工藝因素.正確選擇這三者的標準,是熱處理成功的根本保證.1.加熱溫度的選擇1退火加熱溫度一般亞共析鋼加熱至Ac3+C

23、完全退火；共析鋼和過共析鋼加熱至Ac1+C球化退火,目的是得到球狀滲碳體,降低硬度,改善高碳鋼的切削性能.2正火加熱溫度一般亞共析鋼加熱至Ac3+C；過共析鋼加熱至Accm+C,即加熱到奧氏體單相區(qū).退火和正火的加熱溫度范圍選擇見圖.3淬火加熱溫度一般亞共析鋼加熱至Ac3+°C;共析鋼和過共析鋼加熱至Ac1+C,見圖.鋼的成分,原始組織及加熱速度等皆影響到臨界點的位置.在各種熱處理手冊或材料手冊中,都可以查到各種鋼的熱處理溫度.熱處理時不能任意提升加熱溫度,由于加熱溫度過高時,晶粒容易長大,氧化、脫碳和變形等都會變精選公文范文得比擬嚴重.各種常用鋼的工藝標準見表.4回火溫度的選擇鋼淬

24、火后都要回火,回火溫度決定于最終所要求的組織和性能常常是根據(jù)硬度的要求.按加熱溫度上下回火可分為三類：圖淬火的加熱溫度范圍圖退火和正火的加熱溫度范圍表常用鋼的工藝標準a. 低溫回火在150250C的回火稱為低溫回火,所得組織為回火馬氏體,硬度約為HRC60O其目的是降低淬火應力,減少鋼的脆性并保持鋼的高硬度.低溫回火常用于高碳鋼的切削刀具、量具和滾動軸承件.b. 中溫回火在350500C的回火稱為中溫回火,所得組織為回火屈氏體,硬度約為HRC4048.其目的是獲得高的彈性極限,同時有高的韌性.主要用于含碳一的彈簧鋼熱處理.c. 高溫回火在500650C的回火稱高溫回火,所得組織為回火索氏體,精

25、選公文范文2硬度約為HRC2535.其目的是獲得既有一定強度、硬度,又有良好沖擊韌性的綜合機械性能.所以把淬火后經(jīng)高溫回火的處理稱為調(diào)質(zhì)處理,用于中碳結(jié)構(gòu)鋼.2.保溫時間確實定為了使工件內(nèi)外各局部溫度約到達指定溫度,并完成組織轉(zhuǎn)變,使碳化物溶解和奧氏體成分均勻化,必須在淬火加熱溫度下保溫一定的時間.通常將工件升溫和保溫所需時間算在一起,統(tǒng)稱為加熱時間.熱處理加熱時間必須考慮許多因素,例如工件的尺寸和形狀,使用的加熱設備及裝爐量,裝爐時爐子溫度、鋼的成分和原始組織,熱處理的要求和目的等等.1退火、正火保溫時間實際工作中多根據(jù)經(jīng)驗大致估算加熱時間.一般規(guī)定,在空氣介質(zhì)中,升到規(guī)定溫度后的保溫時間,對碳鋼來說,按工件厚度或直徑每毫米需一分鐘到一分半鐘