熱處理實(shí)驗(yàn)總結(jié)

45鋼熱處理實(shí)驗(yàn)總結(jié)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^對(duì)45鋼的熱處理（調(diào)質(zhì)），獲得回火索氏體組織，適宜于加工齒輪、軸類所需的原料。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：箱式加熱爐，磨樣拋光機(jī)，金相顯微鏡，洛氏硬度試樣機(jī)。3.實(shí)驗(yàn)原理：正火，目的在于調(diào)整硬度，細(xì)化晶粒，為淬火做準(zhǔn)備。軸類、齒輪是承受彎曲和扭矩的零件，外層受力較大，心部受力較小，需淬火，獲得馬氏體，提高力學(xué)性能。為了正確地進(jìn)行45鋼的淬火，必須考慮下列三個(gè)重要因素：淬火加熱的溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度。（1）淬火溫度的選擇

選定正確的加熱溫度是保證淬火質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。淬火時(shí)的具體加熱溫度主要取決于鋼的含碳量，可根據(jù)相圖確定（如圖4所示）。對(duì)亞共析鋼，其加熱溫度為＋30～50℃，若加熱溫度不足（低于），則淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體而造成強(qiáng)度及硬度的降低。對(duì)過共析鋼，加熱溫度為＋30～50℃，淬火后可得到細(xì)小的馬氏體與粒狀滲碳體。后者的存在可提高鋼的硬度和耐磨性。（2）保溫時(shí)間的確定

淬火加熱時(shí)間是將試樣加熱到淬火溫度所需的時(shí)間及在淬火溫度停留保溫所需時(shí)間的總和。加熱時(shí)間與鋼的成分、工件的形狀尺寸、所需的加熱介質(zhì)及加熱方法等因素有關(guān)，一般可按照經(jīng)驗(yàn)公式來估算，碳鋼在電爐中加熱時(shí)間的計(jì)算如表1所示。工作加熱時(shí)間的計(jì)算爐子中的工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)時(shí)間，保證必要的組織轉(zhuǎn)變和擴(kuò)散。加熱時(shí)間是指從工件裝爐合閘通電加熱起至出爐的整個(gè)加熱過程保持的時(shí)間。加熱時(shí)間與工件的有效厚度，鋼種，裝爐方式，裝爐量，裝爐溫度，爐的性能及密封程度有關(guān)。對(duì)于45鋼，40Gr鋼等結(jié)構(gòu)鋼零件工件保溫時(shí)間可按下列公式T=K（10+0.6D+0.2G）T---------加熱時(shí)間，minK--------裝爐形式，單層排放加熱，K=1.0;料盤裝料加熱，K=1.1~1.2，小件散狀堆放加熱，K=1.3~1.4;D--------工件有效加熱厚度，mm；G--------工件裝爐重量，Kg。表1碳鋼在箱式電爐中保溫時(shí)間的確定加熱溫度(℃)工件形狀圓柱形方形板形保溫時(shí)間分鐘/每毫米直徑分鐘/每毫米厚度分鐘/每毫米厚度7001.52.238001.01.529000.81.21.610000.40.60.8（3）冷卻速度的影響

冷卻是淬火的關(guān)鍵工序，它直接影響到鋼淬火后的組織和性能。冷卻時(shí)應(yīng)使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個(gè)前提下又應(yīng)盡量緩慢冷卻，以減少鋼中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。為此，可根據(jù)C曲線圖（如圖2所示），使淬火工作在過冷奧氏體最不穩(wěn)定的溫度范圍（650～550℃）進(jìn)行快冷（即與C曲線的“鼻尖”相切），而在較低溫度（300～100℃）時(shí)冷卻速度則盡可能小些。為了保證淬火效果,應(yīng)選用合適的冷卻方法（如雙液淬火、分級(jí)淬火等)。不同的冷卻介質(zhì)在不同的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度有所差別。各種冷卻介質(zhì)的特性見表2。表2幾種常用淬火介質(zhì)的冷卻能力冷卻介質(zhì)在下列溫度范圍內(nèi)的冷卻速度（℃/秒）650～550℃300～200℃18℃的水60027050℃的水10027010％NaCl水溶液（18℃）110030010％NaoH水溶液（18℃）120030010％NaoH水溶液（18℃）800270蒸餾水（50℃）250200硝酸鹽（200℃）35010菜籽油（50℃）20035礦務(wù)機(jī)油（50℃）15030變壓器油（50℃）12025實(shí)驗(yàn)步驟：1.切樣。2.用箱式爐對(duì)工件進(jìn)行正火，爐中放碳，加熱溫度為850℃，保溫20min后，空冷。3.接著對(duì)工件淬火，溫度為840℃，保溫時(shí)間15min,水冷，冷到用手可直接觸摸為止。這時(shí)測一下工件的硬度。4.再對(duì)工件進(jìn)行回火，溫度為600℃，保溫時(shí)間45min，取出后空冷，測硬度。5.磨樣，腐蝕。6.顯微鏡下觀察組織結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：測的洛氏硬度位置淬火后回火后內(nèi)51.922.1中52.522.1外57.819.81.由測得的淬火后硬度，由里到外硬度值分別為HRC51.9、HRC52.5、HRC27.8，其硬度值基本一致，可確定已經(jīng)完全淬透；從淬火后放大1000倍金相組織中可看到，板條狀和針狀馬氏體。2.高溫回火后，工件的硬度下降；高溫回火后的1000倍金相組織可看出，組織為回火索氏體，顆粒狀的Fe3C分布在鐵素體基體上。另外，從金相中可看到一些黑色點(diǎn)，可能是雜質(zhì)之類的東西。注意事項(xiàng)：1.防止45鋼淬裂的方法：（1）避免危險(xiǎn)尺寸，稍微改變易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，如加大倒角尺寸，增加危險(xiǎn)尺寸處淬火時(shí)的厚度，均可避免淬火裂紋。改進(jìn)工藝，較低的淬火加熱溫度，較短的保溫時(shí)間，既可以少熱應(yīng)力，又可減少組織應(yīng)力。（3）改變淬火介質(zhì)，如0.2%聚乙烯醇淬火介質(zhì)；180~200℃的55%w(KNO3)+45%w(NaNO2)硝鹽中分級(jí)淬火。2.孔、槽等易淬裂工件改用45鋼滲碳淬火。3.提高表面質(zhì)量，可以防止熱炸裂。4.尺寸變