45钢及T10钢热处理实验 - 图文

45钢和T10钢热处理实验

一、实验仪器与试样 1．试样：Ф20×18mm

2. 箱式电阻炉，布氏硬度计，洛氏硬度计，砂纸、水（20～30℃）

二、实验内容与步骤

（一）45钢 (退火或正火，淬火，回火) 1. 对热处理前的45钢试样进行硬度测试。

采用布氏硬度计对原始试样进行硬度测试，共测三次取平均值。注意试样表面应光滑平坦，不应有氧化皮及油污等。本实验可用砂纸打磨后用丙酮清洗干净后进行测量。

2. 对45钢进行完全退火并测硬度 （1）加热温度

45钢的完全退火是加热到Ac3以上30～50℃，即780+30～780+50，在810～830℃之间取一个温度值。 （2）加热速度：

形状简单的碳素钢可以随炉升温，不控制加热速度。 （3）保温时间

一般碳素钢在温度800℃左右的箱式电阻炉中加热，以每毫米直径或每毫米厚度保温1.0～1.5min为宜。本实验按1分钟/每毫米直径确定保温时间按为 20min。 （4）冷却速度

一般情况下碳钢的冷却速度为100~150℃/h。本实验试样随炉冷却到500℃左右可出炉空冷。

完全退火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用布氏硬度计进行硬度测试，共测三次取平均值。

3. 对45钢进行正火并测硬度

与上述完全退火工艺相同，不同的是最后冷却的时候，保温一段时间后将试样直接从炉中取出空冷。

正火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用布氏硬度计进行硬度测试，共测三次取平均值。

注：钢的退火和正火每个小组自由选择其中一个工艺做即可 4.对45钢进行淬火并测硬度。

加热温度，加热速度，保温时间和完全退火工艺相同，所不同的是冷却的时候，保温一段时间后直接将试样从炉中取出，然后迅速将试样淬入水中，注意淬入水后要不停的运动，破坏试样表面蒸气膜的形成。同时水温控制在40℃以下，还必须不断补充新水，冷却水要保持清洁，否则也会降低冷却能力。 淬火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用洛氏硬度计进行硬度测试，共测五次取平均值。 5.对45钢进行回火并测硬度。

将淬火后的试样重新加热到表5中的某一个温度范围内，保温30min,然后从炉中取出试样空冷。

回火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用洛氏硬度计进行硬度测试，共测五次取平均值。

（二）T10钢 (正火，球化退火，淬火，回火) 1. 对热处理前的T10试样进行硬度测试。

采用布氏硬度计对原始试样进行硬度测试，共测三次取平均值。注意试样表面应光滑平坦，不应有氧化皮及油污等。本实验可用砂纸打磨后用丙酮清洗干净后进行测量。

2. 对T10钢进行正火并测硬度 （1）加热温度

T10钢的正火是加热到Acm以上30～50℃，即800+30～800+50，在830～850℃之间取一个温度值。 （2）加热速度：

形状简单的碳素钢可以随炉升温，不控制加热速度。 （3）保温时间

一般碳素钢在温度800℃左右的箱式电阻炉中加热，以每毫米直径或每毫米厚度保温1.0～1.5min为宜。本实验按1分钟/每毫米直径确定保温时间按为 20min。 （4）冷却速度

试样直接从炉中取出空冷。

正火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用布氏硬度计进行硬度测试，共测三次取平均值。 3. 对T10钢进行球化退火并测硬度

T10钢的球化退火是加热到Ac1以上30～50℃，即730+30～730+50，在760~780℃之间取一个温度值。保温20min，然后随炉冷却。

球化退火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用布氏硬度计进行硬度测试，共测三次取平均值。 4. 对T10钢进行淬火并测硬度

T10钢的淬火同样是加热到Ac1以上30～50℃，在760~780℃之间取一个温度值。保温20min，将试样从炉中取出，然后迅速将试样淬入水中，注意淬入水后要不停的运动，破坏试样表面蒸气膜的形成。同时水温控制在40℃以下，还必须不断补充新水，冷却水要保持清洁，否则也会降低冷却能力。

淬火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用洛氏硬度计进行硬度测试，共测五次取平均值。 5.对T10钢进行回火并测硬度。

本实验主要对T10钢进行低温回火，将淬火后的试样重新加热到150～200℃之间的某一温度，保温保温30min,然后从炉中取出试样空冷。

低温回火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用洛氏硬度计进行硬度测试，共测五次取平均值。

几种常用的碳钢（45、T10和T12）回火温度和硬度的关系列于表6，供实验参考。

三、实验报告要求：

1.把每次测的硬度值都记录下来，并取平均值；

2.把每次采用的热处理工艺参数写清楚，最好采用表格的形式，将热处理工艺与硬度数值对应起来，并根据理论推断试样热处理后的金相组织（也可以对实验室已有的相对应的金相标准试样进行观察）。 3.对实验结果进行对比与分析； 4.实验感想。 附：

1. 布氏硬度计的操作步骤 2. 洛氏硬度计的操作步骤

1.布氏硬度计的操作步骤

一、试验前准备

a.按所需试验力挂好砝码。

b.松开压紧钉，转动试验力保持时间圆盘，使红色标记对准所需试验力保持时间刻线。

c.将试样置于台上。上升试台，直至手轮与丝杠螺母相对滑动。 二、试验

a.转动电源开关，接通电源，使红色电源指示灯点亮。 b.按动按钮，电动机开始转动，并做好拧紧压紧螺钉的准备。

c.在试验力保持时间绿色指示灯点亮的同时，迅速拧紧压紧螺钉。这样，试验力将保持到所需的时间。

d.电动机停止转动后，下降试样台，取出试样。

e.用读数显微镜测量压痕两垂直方向的直径，多测几次取其平均值。由查表2可得到布氏硬度值。测量压痕时，要严防读数显微镜与试样发生相对移动。 f.试验完毕，切断电源。

注意：试验后的压痕直径应在0.25D

本实验仪器是采用的压头是Ф10mm的淬火钢球，因此所测的压痕直径d应在2.5~6mm之间才有效

本实验仪器选择的载荷为1000kgf，因此F/D2=10。查表1时可根据表中红色框中的数据对照来查。

表1 布氏硬度对照表

2.洛氏硬度计的操作步骤

1. 按表2选择压头及载荷；(本实验室是用的1200金刚石圆锥压头，载荷为150kgf,

即HRC)

2. 根据试样大小和形状选用载物台； 3. 试样上下两面磨平，然后置于载物台上；

4. 加预载，按顺时针方向转动升降机构的手轮，使试样与压头接触，并观察读

数百分表上小针移动至小红点为止，此时硬度指针（大指针）转了三圈。如果大指针转三圈后，偏离C零位时，允许偏离正负5HR范围内。 5. 调整读数表盘，使大指针对准硬度值的起点。如：试验HRC，HRA硬度时，把

大指针与表盘上黑字C处对准；试验HRB时，使长针与表盘上红字B处对准； 6. 加主载，将加载手柄平稳地推向硬度计后方，表针开始移动。 7. 卸主载，在硬度计刻度指针停止移动后，扳回加载手柄至原来位置； 8. 读硬度值，表上长针指示的数字为硬度的读数，HRC、HRA读黑色数字，HRB

读红色数字；

9. 下降载物台，当试样完全离开压头后，才可取下试样；

10. 用同样的方法在试样的不同位置测三个数据以上，取其算术平均值为试样的

硬度。

各种洛氏硬度值之间，洛氏硬度与布氏硬度间都有一定的换算关系。对于钢铁材料大致有下列关系式：

HRC=2HRA -104 HB=10HRC (HRC=40～60范围) HB=2HRB

表2 选定压头及载荷的选择

符号 HRA HRB

压头 1200金刚石圆

锥

负荷kgf 硬度值的范围

60

>70 25-100 (HB60-230)

HRC

120金刚石圆锥

0

使用范围

测硬质合金、淬火层、渗碳层、氮化层等零部件 测有色金属、退火、正火、回火等零部件

测调质钢、淬火钢等零部件

Ф2.5或Ф5钢球 100

150 20-67 (HB230-700)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fduh.html