碳钢的激光表面热处理实验报告

南昌大学实验报告

学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型：□ 验证 ■ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：

一、实验项目名称：碳钢的表面淬火操作

二、实验目的

1. 熟悉感应加热淬火的过程及工艺；

2. 了解感应感应加热淬火对材料表面及芯部性能的影响；

三、实验基本原理

表面淬火：是通过对钢材表面淬火，从而使表面获得马氏体，而芯部仍保持处理前的组织，使零件的表面硬度增加、耐磨性提高，芯部保持原有的性能，表面淬火的加热方法很多，本实验采用表面感应加热淬火，其原理是利用电磁感应效应在钢材表面产生感应电流，对零件的表面进行加热，达到淬火所需的加热温度，完成对零件表面的淬火。

四、主要仪器设备及耗材

感应加热炉、淬火介质、淬火工具、硬度计、45#圆钢、砂纸。

五、实验步骤

1、 选择表面淬火的试样；

硬度的分布曲线（其中纵坐标为频率，横坐标为硬度值）

七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议

八、参考资料 《机械制造基础实验指导书》

钢的热处理及表面热处理

热处理

1．定义：指将材料在固态下加热到一定温度，保温一定时间，以适当速度冷却，以获得所需组织结构和性能的工艺方法。

2．热处理的工艺过程。包括三个阶段：加热、保温和冷却，如图所示。 加热：热处理的第一道工序。不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。

保温：目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般，按每分种1～2毫米计算；工件越大，材料的导热性越差，保温时间就越长。

冷却：最后一道工序，也是最重要一道工序。冷却速度不同，工件热处理后的组织和性能不同。

3．目的和作用

在工业生产中，热处理的应用很广泛。据统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。

目的：一是提高材料的使用性能，延长零件的使用寿命。二是改善材料的工艺性能，确保后续加工的顺利进行。其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。

4．基本类型

（1）根据加热和冷却方式，以及组织和性能特点的不同分类（见教材） （2）按热处理在零件生产

热处理与表面处理

1、概述

将原材料或半成品置于空气或特定介质中，用适当方式进行加热、保温和冷却，使之获得人们所需要的力学或工艺性能的工艺方法，称为热处理。按其特点，可分为一般热处理、化学热处理和表面热处理三种。 1.1热处理的工艺特点和处理目的 （1）一般热处理

1）工艺特点、处理目的和应用 类别 退 火 工艺特点 将工件加热到一定温度（相变或不相变)保温后缓冷下来,或通过相变以获得珠光体型组织,或不发生相变的消除应力降低硬度的一种热处理方法。 目的和应用 1、降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能或压力加工性能； 2、经相变退火提高成分和组织的均匀性、改善加工工艺性能，并为下道工序作准备； 3、消除铸、锻、焊、扎冷加工等所产生的内应力。 调整钢件的硬度、细化组织及消除网状碳化物，并为淬火作好组织准备。其主要应用如下： 1、用于含碳量低于0.25%的低碳钢工件,使得到量多且细小的珠光体组织,提高硬度,从而改善其切削加工性能; 2、消除过共析钢中网状渗碳体为球化退火作准备; 3、作为中碳钢合金结构钢淬火前的预先处理，以减少淬火缺陷; 4、作为要求不高的普通结构件的最终热处理; 5、用于淬火返修件消除内应力和细化组织以防重淬火时产生变形与

低碳钢拉伸试验报告

材科1002班 任惠 41030096

一、试验目的

1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能 2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数

二、试验原理和要求

原理：低碳钢材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，拉伸过程有弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。通过拉伸试验，可以确定材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等性能指标。而且可以通过Hollomon公式计算出材料的应变硬化系数与应变硬化指数。

要求：按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。

三、试验材料与试样

试验材料：退火低碳钢、正火低碳钢、淬火低碳钢的R4标准试样各一个。试样规格尺寸及公差要求如表1、表2所示；试样示意图如图1所示：

图 1 低碳钢拉伸试样示意图 表 1 R4试样的规格尺寸

原始标距Lo 50 mm 平行长度Lc 60 mm 截面原始直径d 10 mm 表 2 R4试样的横向尺寸公差

尺寸公差 ±0.07 mm 形状公差 0.04 mm 过渡弧半径r 8 mm 头部直径d’ 20 mm 四、试验测试内容与相关的测量

《机械工程材料》热处理实验报告

实验名称 : 45钢（T10钢）的硬度测量和热处理

班 级 :

实验人员 ： 组 长 : 学 号：

实验日期 : 2011年12月12日 星期一

指导教师 :

T10钢淬火前后硬度测量实验报告

一、实验目的：

1、 了解碳钢的基本热处理（退火、淬火及回火）工艺方法。

2、 研究冷却条件与钢性能的关系。

3、 分析淬火后的回火工艺其温度的选择对钢性能的影响。

二、实验设备及材料

1.HR—150A型洛氏硬度试验机。

2.试样:Φ20×10mm 45钢和。

3.实验用的箱式电阻加热炉(附测温控温装置)。

4.冷却剂：水 (使用温度约20℃)。

三、实验的相关原理和要求：

热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等。

（一） 钢的退火

钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥氏体在高温区

机械工程材料实验报告

一.任务书分析

1.圆板牙的服役条件及可能的失效形式

1.1用圆片板牙加工螺纹时，呈半切削半挤压状态。板牙的内径和中径为切削部

板牙

分，尤其是板牙内径要承受较大的切削力，因此必须具有一定的强度和切削能力。考虑到板牙切削出的螺钉与螺孔配合时应有一定的间隙，并考虑到磨损量，故设计板牙时，应使内径和中径小于螺纹内径、中径的标称尺寸

1.2.1疲劳断裂的分析

疲劳断裂是机械零件在循环应力作用下，将会出现的疲劳断裂。所有机械零件在工作过程中的实效疲劳断裂与断裂失效的50%~90%时，疲劳断裂一般会发生突然，危害性大，疲劳断裂是发生在零件的局部应力区，某些晶粒在变力作用下形成微裂纹，随着循环数增加，裂纹继续扩展，导致最终疲劳断裂。针对疲劳断裂的特点，可以采用各种强化方法来提高零件的抗疲劳能力。 1.2.2 磨损失效的分析

磨损是相互接触的零件间存在滑动时，接触表面会因发生摩擦损坏而引起形状变化的现象，它是一种可以看到的，渐发生的破坏形式。主要有磨粒磨损和黏着磨损。

磨粒磨损是由于相对运动的物体接触时，滑动表面高低不平，凸出的硬质点将轴的接触面刨出沟槽或划伤而产生的破坏。常见的磨粒磨损有：与切削、磨削加工类似的和有高强度

工程材料综合实验

处 理 报 告

单位：过程装备与控制工程10-1班 实验者: 侯鹏飞 学号10042107

胡兴文 学号10042108 李东升 学号10042110

【实验名称】

工程材料综合实验

【实验目的】

运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。

通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的仪器和设备：

1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；

2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、

组织与性能之间的相互关系； 3、了解碳钢的热处理操作；

4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化；

6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。

【实验材料及设备】

1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；

2

3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃

常用的表面处理中日文对照

JP表面处理日文黑アルマイト ブラスト+黑アルマイト 白アルマイト 硬质アルマイト ブラスト+白アルマイト サントブラスト ブラスト カニゼン ニックルメッキ 艶消し 艶出し 無し 黒染め フエルマイト 焼付サ塗装 N6 脱脂

中文阳极氧化黑 喷沙+阳极氧化黑 阳极氧化白 硬质氧化 喷沙+阳极氧化白 喷沙处理 喷沙处理 镀镍 镀镍 喷沙消除镜面 无处理 染黑 染黑 局油 脱脂

简化符号

恩斯克表面处理日文白アルマイト 黒染处理

中文阳极氧化白 染黑处理

简化符号

DENSO电装表面处理日文クロムメッキ カニゼンメッキ

中文局部镀铬 沉镍 钛镀层

简化符号MICr ELP-FE/Ni-P5 HNT TiNコ一ライソブ DLC

酸洗 黑皮部指定塗装 タフトライ

酸洗 指定喷漆 扩散氮化 脱脂

T#D

智能泰克表面处理日文原色アルマイト 無電解ニックル サテン黑AM

中文阳极氧化白 无电解镀镍 阳极氧化黑

简化符号

常用的表面处理中日文对照

馬洲香港公司表面处理日文黒アルマイト 黒アルマイト

中文阳极氧化黑 阳极氧化黑

简化符号S-AA(BL)3 AM-3

ユニテツクス表面处理日文 中文硬铬 镀铜

简化符号HCR AUメツキ

クレホ日本表面处理日文イオソ室化

中文黑

低碳钢、铸铁的扭转破坏实验

一：实验目的和要求 1、掌握扭转试验机操作。 2、低碳钢的剪切屈服极限τs。 3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τb。

4、观察比较两种材料的扭转变形过程中的变形及其破坏形式，并对试件断口形貌进行分析。 二：实验设备和仪器 1、材料扭转试验机 2、游标卡尺 三、实验原理 1、低碳钢扭转实验

低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图（a）所示。

T Tb Ts 0 φ

图1. 低碳钢材料的扭转图

1. 低碳钢材料的扭转图

(a) (b) (c) 图2. 低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图

ρ dA τ τs

τs 低碳钢试件在受扭的最初阶段，扭矩T与扭转角φ成正比关系(见图1)，横截面上剪应

碳钢热处理后的显微组织观察与分析

实验目的 实验说明 实验内容 实验方法指导 实验报告要求 思考题 一：实验目的 (1)观察和研究碳钢经不同形式热处理后显微组织的特点。 (2)了解热处理工艺对碳钢硬度的影响。

二：实验说明 碳钢经热处理后的组织可以是接近平衡状态(如退火、正火)的组织，也可以是不平衡组织(如淬火组织)。因此在研究热处理后的组织时，不但要用铁碳相图，还要用钢的C曲线来分析。图1为共析碳钢的C曲线，图2为45钢连续冷却的CCT曲线。

图1 共析碳钢的c曲线

图2 45钢的CCT曲线

C曲线能说明在不同冷却条件下过冷奥氏体在不同温度范围内发生不同类型的转变过程及能得到哪些组织。 1．碳钢的退火和正火组织

亚共析碳钢(如40、45钢等)一般采用完全退火，经退火后可得接近于平衡状态的组织，其组织形态特征已在实验l中加以分析和观察(图3)过共析碳素工具钢(如T10、T12钢等)则

采用球化退火，T12钢经球化退火后，组织中的二次渗碳体和珠光体中的渗碳体都呈球状(或粒状)，图中均匀分散的细小粒状组