熱處理實習報告

實習報告院別：班級：姓名：學號：2010年3月15日一、實習的目的與任務目的：為了加深對課堂所學理論的理解和掌握，達到根據(jù)零件的工作條件正確選擇材料及正確制定實施熱處理工藝的目的，特安排了本次綜合實踐。《工程材料與熱處理》是在若干基礎科學的生產(chǎn)實踐基礎上發(fā)展起來的一門科學，但它的一些主要理論是通過實踐并總結(jié)了實踐的規(guī)律而建立起來的。實踐不僅通過自己的實踐來驗證課堂的理論知識，加深理解、理論聯(lián)系實際，而且也可以培養(yǎng)觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。任務1.根據(jù)零件的工作條件選擇零件材料及制定正確的熱處理工藝；2.選擇毛坯的種類、選擇成型的方法、繪制出毛坯圖；3.制定工藝方案及擬定工藝路線；4.制定正確的熱處理工藝，掌握主要熱處理工種（如：正火、淬火、回火）的基本操作技能，正確地使用熱處理工種的主要設備，獨立地完成簡單零件的熱處理工作；5.通過熱處理的質(zhì)量分析，能初步地運用在《工程材料與熱處理》中已學到的基本知識去分析和解決生產(chǎn)中的實際問題；6.能正確使用洛氏硬度計和小型金相顯微鏡，了解和掌握金屬材料金相組織分析的二、實習主要內(nèi)容：（一）、材料及毛坯類型的選擇：鉗工鑿子（T8）（二）、熱處理工藝的制定：1）退火（1）完全退火工藝：a.加熱溫度：原則上是碳鋼為：Ac3＋30～50℃，合金鋼為：Ac3＋30～70℃。但在實際生產(chǎn)中，為加速鋼奧氏化過程，常常采用更高的溫度。常用鋼的退火加熱溫度可查有關(guān)資料。b.加熱速度：對于一般形狀不太復雜、尺寸不是很大的碳鋼或低合金鋼工件，加熱速度可不予以控制。但對中、高合金鋼工件，特別是大件，則多采用低溫（≤250℃）裝爐，分區(qū)升溫（即升到一定溫度后保溫再繼續(xù)加熱）的方法。其升溫速度在600℃以下宜控制在30～70℃/小時；高于此溫度時可控制在80～100℃/小時。c.保溫時間：保溫時間應以保證奧氏體成分大致均勻為原則。裝爐量大時，保溫時間應適當延長。在箱式爐中退火，通?？砂疵縨m有效厚度保溫1.5～2.5分鐘估算。（2）不完全退火工藝：加熱溫度：碳鋼加熱至Ac1～Accm(Ac1～Ac3)之間。加熱速度、保溫時間與完全退火相同。（3）球化退火工藝：按不完全退火工藝執(zhí)行。2）正火：a.加熱溫度：Ac3或Accm以上30～50℃。但在實際生產(chǎn)中，除共析鋼和過共析鋼外，一般都高于這個溫度。常用鋼的正火加熱溫度可查有關(guān)資料。b.保溫時間：大致與完全退火相同。但當加熱溫度較高時，保溫時間可予縮短。3）淬火：a.加熱溫度：Ac3或Ac1以上30～50℃。但在實際生產(chǎn)中，淬火溫度往往超過上述范圍。碳鋼淬火多按Ac3或Ac1以上30～70℃進行。合金鋼的淬火溫度一般也是根據(jù)其臨界點選定，但淬火溫度可取上限或更高一些，具體溫度可查有關(guān)資料。b.保溫時間：按經(jīng)驗公式估算：t＝αKD。其中：t——加熱時間（分）；α——加熱系數(shù)（分/毫米），用中溫箱式電爐時，碳鋼α＝1.0～1.5；合金鋼α＝1.2～1.8；K——工件裝爐時的間隙系數(shù)，實驗室條件下可取K＝1.2～2.0；D——工件的有效厚度（毫米）。4）回火：加熱溫度：查資料或按經(jīng)驗公式確定。如45＃鋼可參考經(jīng)驗公式：回火溫度（℃）＝200＋11×（60－H）。其中：H——要求工件具有的硬度值（HRC值）。用于其它鋼時應作調(diào)整，此外還應避開第一類回火脆性溫度范圍。保溫時間：常按經(jīng)驗公式估算：t＝αD＋b。其中：t——加熱時間（分）；α——加熱系數(shù)（分/毫米），用中溫箱式電爐時，取α＝2～2.5；b——時間基數(shù)，一般為：10～20分鐘；D——工件有效厚度（毫米）。（三）、實施熱處理工藝1）制定熱處理工藝路線下料—→鍛造—→球化退火—→機械加工—→淬火—→低溫回火—→磨2）熱處理的具體操作步驟：鉗工鑿子（T8）：熱處理工序：（1）淬火780℃，保溫15分鐘，水冷；HRC：＞60；（4﹪硝酸酒精浸蝕時間為：1～10秒鐘，即試樣變灰色即可）；熱處理工序：（2）回火180℃～200℃，保溫45分鐘，空冷；HRC：64。（4﹪硝酸酒精浸蝕時間為：1～10秒鐘，即：試樣變灰色即可）。T8鋼是共析鋼，過熱敏感性大，容易出現(xiàn)過熱的粗大的馬氏體組織，導致工件開裂，淬火后也很少有剩余的碳化物，耐磨性也較差，但大截面工件的中心不會出現(xiàn)網(wǎng)狀二次碳化物。、硬度檢測：（用洛氏硬度）1.洛氏硬度測試法原理：附圖1洛氏硬度試驗原理洛氏硬度測試方法是美國冶金學家洛克維爾（StanlyD.Rockwell）于1919年提出的?；驹硎怯秘摵蓪⒔饎偸瘔侯^（錐角為：120℃的圓錐體）或淬火鋼球（直徑為：Φ1.588mm）壓入被測物表層，稍加停留后卸載，根據(jù)壓痕深度測出硬度值。洛氏硬度測試方法的優(yōu)點是：適用范圍廣，軟、硬、厚、薄以及經(jīng)化學熱處理的零件均適用；操作方便，可直接讀數(shù)，效率高；壓痕小，對工件外觀影響不大，可在成品件上進行測試。洛氏硬度測試方法的缺點是：精度不夠高，當材質(zhì)存在偏析或不均勻現(xiàn)象時，數(shù)值重復性較差。測量結(jié)果T8鋼熱處理前熱處理后硬度值（HRC）123平均123平均15142016.3366646565觀察相圖：（1）、用小型金相顯微鏡（2）、T8鋼在熱處理前、后的金相組織結(jié)構(gòu)參考示意圖前后 三、實習心得與體會通過實習是在若干基礎科學的生產(chǎn)實踐基礎上發(fā)展起來的一門科學，但它的一些主要理論是通過實踐并總結(jié)了實踐的規(guī)律而建立起來的。實踐不僅通過自己的實踐來驗證課堂的理論知識，加深理解、理論聯(lián)系實際，而且也培養(yǎng)了我的觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。1.退火操作方法：將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度后，一般隨爐溫緩慢冷卻。目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細化晶粒，改善力學性能，為下一步工序做準備；3.消除冷、熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應力。應用要點：1.適用于合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態(tài)不合格的原材料；2.一般在毛坯狀態(tài)進行退火。2.正火操作方法：將鋼件加熱到Ac3或Accm以上30~50度，保溫后以稍大于退火的冷卻速度冷卻。目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細化晶粒，改善力學性能，為下一步工序做準備；3.消除冷、熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應力。應用要點：正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金鋼件，也可作為最后熱處理。對于一般中、高合金鋼，空冷可導致完全或局部淬火，因此不能作為最后熱處理工序。3.淬火操作方法：將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫一段時間，然后在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。目的：淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織，有時對某些高合金鋼（如不銹鋼、耐磨鋼）淬火時，則是為了得到單一均勻的奧氏體組織，以提高耐磨性和耐蝕性。應用要點：1.一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼；2.淬火能充分發(fā)揮鋼的強度和耐磨性潛力，但同時會造成很大的內(nèi)應力，降低鋼的塑性和沖擊韌度，故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。4.回火操作方法：將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，經(jīng)保溫后，于空氣或油、熱水、水中冷卻。目的：1.降低或消除淬火后的內(nèi)應力，減少工件的變形和開裂；2.調(diào)整硬度，提高塑性和韌性，獲得工作所要求的力學性能；3.穩(wěn)定工件尺寸。應用要點：1.保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時用低溫回火；在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火；以保持高的沖擊韌度和塑性為主，又有足夠的強度時用高溫回火；2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火，因為這時會產(chǎn)生一次回火脆性。5.調(diào)質(zhì)操作方法：淬火后高溫回火稱調(diào)質(zhì)，即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度，保溫后進行淬火，然后在400~720度的溫度下進行回火。目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光潔程度；2.減小淬火時的變形和開裂；3.獲得良好的綜合力學性能。應用要點：1.適用于淬透性較高的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和高速鋼；2.不僅可以作為各種較為重要結(jié)構(gòu)的最后熱處理，而且還可以作為某些緊密零件，如絲杠等的預先熱處理，以減小變形。6.時效操作方法：將鋼件加熱到80~200度，保溫5~20小時或更長時間，然后隨爐取出在空氣中冷卻。目的：1.穩(wěn)定鋼件淬火后的組織，減小存放或使用期間的變形；2.減輕淬火以及磨削加工后的內(nèi)應力，穩(wěn)定形狀和尺寸。應用要點：1.適用于經(jīng)淬火后的各鋼種；2.常用于要求形狀不再發(fā)生變化的緊密工件，如緊密絲杠、測量工具、床身機箱等。7.冷處理操作方法：將淬火后的鋼件，在低溫介質(zhì)（如干冰、液氮）中冷卻到－60～－80度或更低，溫度均勻一致后取出均溫到室溫。目的：1．使淬火鋼件內(nèi)的殘余奧氏體全部或大部轉(zhuǎn)換為馬氏體，從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限；2．穩(wěn)定鋼的組織，以穩(wěn)定鋼件的形狀和尺寸。應用要點：1．鋼件淬火后應立即進行冷處理，然后再經(jīng)低溫回火，以消除低溫冷卻時的內(nèi)應力；2．冷處理主要適用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。8.火焰加熱表面淬火操作方法：用氧－乙炔混合氣體燃燒的火焰，噴射到鋼件表面上，快速加熱，當達到淬火溫度后立即噴水冷卻。目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍保持韌性狀態(tài)。應用要點：1．多用于中碳鋼制件，一般淬透層深度為2～6mm；2．適用于單件或小批量生產(chǎn)的大型工件和需要局部淬火的工件。9．感應加熱表面淬火操作方法：將鋼件放入感應器中，使鋼件表層產(chǎn)生感應電流，在極短的時間內(nèi)加熱到淬火溫度，然后噴水冷卻。目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部保持韌性狀態(tài)。應用要點：1．多用于中碳鋼和中堂合金結(jié)構(gòu)鋼制件；2．由于肌膚效應，高頻感應淬火淬透層一般為1～2mm，中頻淬火一般為3～5mm，高頻淬火一般大于10mm．10.滲碳操作方法：將鋼件放入滲碳介質(zhì)中，加熱至900～950度并保溫，使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍然保持韌性狀態(tài)。應用要點：1．用于含碳量為0．15％～0．25％的低碳鋼和低合金鋼制件，一般滲碳層深度為0．5～2．5mm；2．滲碳后必須進行淬火，使表面得到馬氏體，才能實現(xiàn)滲碳的目的。11.氮化操作方法：利用在5．．～600度時氨氣分解出來的活性氮原子，使鋼件表面被氮飽和，形成氮化層。目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。應用要點：多用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，以及碳鋼和鑄鐵，一般氮化層深度為0．025～0．8mm．12．氮碳共滲操作方法：向鋼件表面同時滲碳和滲氮。目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。應用要點：1．多用于低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼以及工具鋼制件，一般氮化層深0．02～3mm；2．氮化后還要淬火和低溫回火。這些只是知道了大致的步驟，想要具體的知道還需要很長時間的摸索，所以在今后學習工作中要加強自己的動手實踐能力的鍛煉。短短的熱處理實習中，是我對書本里的知識有進一步的掌握，不僅是關(guān)于學習的，而且收獲了更多的體會與感受，體會到無論是做什么事，都要從基本的做起，感受到把精力與心思投入到所著手的事情中的重要性。我們首先做的是了解，通過閱讀實驗指導書或通過各種途徑查閱有關(guān)資料，了解此次試驗有關(guān)內(nèi)容。知道到《工程材料與熱處理》是在若干基礎科學的生產(chǎn)實踐基礎上發(fā)展起來的一門科學，但它的一些主要理論是通過實踐并總結(jié)了實踐的規(guī)律而建立起來的。這種自己發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的方法，更能調(diào)動學習的積極性，更有成就感，而且通過各種途徑得來的知識印象更深刻。到指定實驗室做實驗前我們都是提前報到，老師講有關(guān)實驗注意內(nèi)容或?qū)嶒灢襟E時，認真聽講，做實驗時認真負責，小心謹慎，認真觀察。一個人的態(tài)度決定了他