鋁合金淬火及時效曲線測定實驗

指導(dǎo)老師：唐蓓鋁合金時效硬化曲線測定第一頁，共十五頁。一、實驗?zāi)康恼莆珍X合金淬火及時效操作方法了解時效溫度、時間對時效強化影響規(guī)律加深對時效強化及其機理的理解學(xué)會硬度計及讀數(shù)顯微鏡的使用第二頁，共十五頁。淬火時效是鋁合金改善力學(xué)性能的的主要熱處理手段二、實驗原理鋁合金的淬火時效一般是一個聯(lián)合工藝，一般二者不會單獨出現(xiàn)；淬火就是將高溫狀態(tài)迅速冷卻到低溫，鋼的淬火是為了獲得馬氏體，鋁的淬火是為了獲得過飽和固溶體，為隨后的時效的準(zhǔn)備過飽和固溶體；鋁合金的淬火又常稱為固溶處理；鋁合金的時效是為了促使過飽和固溶體析出彌散強化相第三頁，共十五頁。脫溶（時效的實質(zhì)）----從過飽和固溶體中析出第二相(沉淀相)或形成溶質(zhì)原子聚集區(qū)以及亞穩(wěn)定過渡相的過程。屬擴散型相變。二、實驗原理飽和α固溶體＋析出相固溶處理固溶淬火（彌散細(xì)小的硬質(zhì)點）過飽和α固溶體析出固溶處理速冷人工時效自然時效Ttαβ

α＋βABα過飽和α第四頁，共十五頁。

鋁銅合金130℃時效時的硬度與時間的關(guān)系二、實驗原理第五頁，共十五頁。三、實驗步驟與方法

每班分為3個小組，每組分別領(lǐng)取一套試樣(10塊試樣)。將試樣放入箱式電阻爐中，加熱溫度為495℃±3℃，保溫1h，保溫結(jié)束快速淬入水槽中。每組取一個試樣立即測定淬火后的硬度（固溶態(tài)的樣品硬度）。每組的其他試樣立即放入箱式電阻爐中進(jìn)行時效處理，時效溫度分別為130℃,160℃,190℃，每組取一個溫度進(jìn)行實驗，保溫時間分別為1，2，4，6,8,10,12，14，16h。時效后將樣品表面氧化層磨去，再進(jìn)行硬度測定。全部測定完成后，繪制時間-硬度曲線。第六頁，共十五頁。時效溫度—時效時間—硬度(HBS)HBS(130°C)HBS(160°C)HBS(190°C)0h1h2h4h6h8h10h12h14h16h第七頁，共十五頁。四、實驗設(shè)備及材料箱式電阻爐：加熱試樣用。淬火水槽：用于淬火冷卻。布式硬度計：測定淬火及時效后硬度。讀數(shù)顯微鏡：測定壓痕直徑。實驗材料：2024鋁合金試樣第八頁，共十五頁。布氏硬度計：HBS測量范圍8~450三種壓頭：ф2.5mm、ф5mm、ф10mm有六種負(fù)荷：183.75kgf、245kgf、490kgf、735kgf、980kgf、2940kgfF：負(fù)荷250kgfπ：系數(shù)3.14D：壓頭5mmd：壓痕直徑從公式得到，F(xiàn)、D、π是已知，只要測量d值就知道HBS值。因此采用DM讀數(shù)顯微鏡(放大20x)測量d值，然后查表(10D2)即可。五、布式硬度計公式:HBS=2F/πD測定硬度應(yīng)取三點進(jìn)行測定(最好選中心部位),但每兩點離壓痕中心距離不小于壓痕直徑4倍，壓痕中心距試樣邊緣的距離不小于壓痕的2.5倍第九頁，共十五頁。1打開電源2放好樣品3調(diào)好參數(shù)（壓頭ф5mm、時間30s、負(fù)載245kgf）4順時針旋轉(zhuǎn)手輪當(dāng)負(fù)荷大于90時硬度計會發(fā)出叫聲，同時加荷指示燈亮，這時手輪立刻停止，硬度計自動進(jìn)行加荷→保荷時間→卸荷結(jié)束，然后逆時針轉(zhuǎn)動手輪，將試樣取出測定壓痕(d)，再查表。五、布式硬度計第十頁，共十五頁。放好樣品調(diào)焦移動樣品臺，把壓痕放置于刻度線上旋轉(zhuǎn)手柄，使線分別與壓痕的兩邊相切，并讀出讀數(shù)兩個讀數(shù)相減，得到壓痕直徑查表，得到布氏硬度342534252.87mm4.42mm六、讀數(shù)顯微鏡第十一頁，共十五頁。實驗注意事項：1一個數(shù)據(jù)點硬度至少測三次，盡量減小誤差；2取樣后，及時關(guān)閉好干燥箱爐門，盡量減少爐溫波動；最后一個取樣的同學(xué)需要關(guān)閉干燥箱電源；3嚴(yán)格按時效時間和溫度進(jìn)行時效處理，不得隨意變動；4時效與隨后的硬度測定時間不要間隔太長，最好盡快測量硬度；5時效后務(wù)必將樣品表面氧化層去除干凈，保證實驗結(jié)果的可靠性第十二頁，共十五頁。131、所有實驗數(shù)據(jù)均要造表并制圖，并附在實驗報告后面；3、實驗報告采用中南大學(xué)實驗報告標(biāo)準(zhǔn)格式；4、根據(jù)實驗結(jié)果，給出誤差分析，說明造成誤差可能存在的因素有哪些；5、根據(jù)實驗結(jié)果，說明時效工藝造成硬度變化的原因；6、根據(jù)實驗結(jié)果，說明時效溫度對時效硬度峰值的影響；實驗報告要求第十三頁，共十五頁。14做好實驗室開關(guān)門鑰匙的交接工作，確保人走斷水?dāng)嚯婈P(guān)窗關(guān)門；當(dāng)實驗完成后，試驗臺要清潔歸原！安全第一，嚴(yán)格按照儀器和設(shè)備的操作流程進(jìn)行操作，謹(jǐn)防燒燙傷和觸電；操作設(shè)備切忌粗暴，維持設(shè)備完好才能確