钢的热处理及硬度测试实验报告

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工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告 - 图文

标签:文库时间:2024-11-20
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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#

钢的热处理及表面热处理

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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

钢的热处理

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第1章 钢的热处理

随着科学技术和生产技术的发展,对钢铁材料的性能也提出了越来越高的要求。改善钢材性能有两个主要方法:一个是加入合金元素,调整钢的化学成分,即合金化的方法;另一个则是通过钢的热处理,调整钢材内部组织的方法。

热处理是改善金属使用性能和工艺性能的一种非常重要的加工方法。在机械工业中,绝大部分重要机件都必须经过热处理。热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变整体或表面组织,从而获得所需性能的工艺。根据所要求的性能不同,热处理的类型有多种,其工艺都包括加热、保温和冷却三个阶段,如图1.1工艺路线所示。

在工业生产中,热处理主要目的有两个:(1)消除上道工序带来的缺陷,改善金属的加工工艺性能,确保后续加工的顺利进行。(2)提高零件或工具的使用性能,例如,提高各类切削工具硬度的硬化处理(淬火)和提高零件综合力学性能的“调质”处理等。

并不是所有的金属材料都能进行热处理的,在固态下能够发生组织转变,这是热处理的一个必要条件。

按照应用特点,常用热处理工艺可大致分为下列几类: 1.普通热处理 包括退火、正火、淬火和回火等。

2.表面热处理和化学热处理 表面热处理包括感应加热淬火、火焰加热淬火和接触加热

钢的热处理

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1.3 钢的热处理

钢的热处理是指将钢在固态下进行加热、保温和冷却,以改变其内部组织,从而获得所需要性能的一种工艺方法。

热处理的目的是提高工件的使用性能和寿命。还可以作为消除毛坯(如铸件、锻件等)中缺陷,改善其工艺性能,为后续工序作组织准备。 钢的热处理种类很多,根据加热和冷却方法不同,大致分类如下:

1.3.1 钢在加热时的组织转变

在Fe-Fe3C相图中,共析钢加热超过PSK线(A1)时,其组织完全转变为奥氏体。亚共析钢和过共析钢必须加热到GS线(A3)和ES线(Acm)以上才能全部转变为奥氏体。相图中的平衡临界点A1、A3 、Acm 是碳钢在极缓慢地加热或冷却情况下测定的。但在实际生产中,加热和冷却并不是极其缓慢的。加热转变在平衡临界点以上进行,冷却转变在平衡临界点以下进行。加热和冷却速度越大,其偏离平衡临界点也越大。为了区别于平衡临界点,通常将实际加热时各临界点标为Ac1、Ac3 、Accm ;实际冷却时各临界点标为Ar1、Ar3 、Arcm,

任何成分的碳钢加热到相变点Ac1以上都会发生珠光体向奥氏体转变,通常把这种转变过程称为奥氏体化。 1.奥氏体的形成

共析钢加热到Ac1 以上由珠光体全部转变为奥氏体

第一阶段是奥氏体的形核与

碳钢的表面热处理标准实验报告

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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》

45钢及T10钢热处理实验 - 图文

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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

钢的热处理

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第2章 钢的热处理

为了提高钢的某些机械性能指标,保证机器零件和工具的工作可靠性及其使用寿命,为了对钢件顺利地进行机械加工,在生产实践中,通常要对钢进行热处理。

对于用普通钢材、其他金属材料制造的零件,往往要求其表面有耐腐蚀性、耐疲劳性,耐磨性,或者具有光亮、美观性;或者具有绝缘性、良好的导电性等。为了满足这些预定的性能要求,可采用金属表面处理工艺。

热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却,以获得预期的组织结构与性能的工艺。热处理工艺方法较多,但其过程都是由加热、保温、冷却三个阶段组成的。热处理工艺曲线示意图如图2-1所示。

热处理是机械零件及工具制造过程中的重要工序。它可改善工件的组织和性能,充分发挥材料潜力,从而提高工件使用寿命。就目前机械工业生产状况而言,各类机床中要经过热处理的工件约占总质量的60%~70%;汽车、拖拉机中占70%~80%;轴承、各种工模具等几乎都需要热处理。因此,热处理在机械制造工业中占有十分重要的地位。

根据热处理的目的、加热和冷却方法的不同,热处理大致分类见表2-1。

20

热处理

退火 正火 淬火 回火

整体热处理

调质

稳定化处理 固溶热处理

固溶热处理和时效处理 表面淬火和回

钢的热处理

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第1章 钢的热处理

随着科学技术和生产技术的发展,对钢铁材料的性能也提出了越来越高的要求。改善钢材性能有两个主要方法:一个是加入合金元素,调整钢的化学成分,即合金化的方法;另一个则是通过钢的热处理,调整钢材内部组织的方法。

热处理是改善金属使用性能和工艺性能的一种非常重要的加工方法。在机械工业中,绝大部分重要机件都必须经过热处理。热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变整体或表面组织,从而获得所需性能的工艺。根据所要求的性能不同,热处理的类型有多种,其工艺都包括加热、保温和冷却三个阶段,如图1.1工艺路线所示。

在工业生产中,热处理主要目的有两个:(1)消除上道工序带来的缺陷,改善金属的加工工艺性能,确保后续加工的顺利进行。(2)提高零件或工具的使用性能,例如,提高各类切削工具硬度的硬化处理(淬火)和提高零件综合力学性能的“调质”处理等。

并不是所有的金属材料都能进行热处理的,在固态下能够发生组织转变,这是热处理的一个必要条件。

按照应用特点,常用热处理工艺可大致分为下列几类: 1.普通热处理 包括退火、正火、淬火和回火等。

2.表面热处理和化学热处理 表面热处理包括感应加热淬火、火焰加热淬火和接触加热

钢的热处理

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第1章 钢的热处理

随着科学技术和生产技术的发展,对钢铁材料的性能也提出了越来越高的要求。改善钢材性能有两个主要方法:一个是加入合金元素,调整钢的化学成分,即合金化的方法;另一个则是通过钢的热处理,调整钢材内部组织的方法。

热处理是改善金属使用性能和工艺性能的一种非常重要的加工方法。在机械工业中,绝大部分重要机件都必须经过热处理。热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变整体或表面组织,从而获得所需性能的工艺。根据所要求的性能不同,热处理的类型有多种,其工艺都包括加热、保温和冷却三个阶段,如图1.1工艺路线所示。

在工业生产中,热处理主要目的有两个:(1)消除上道工序带来的缺陷,改善金属的加工工艺性能,确保后续加工的顺利进行。(2)提高零件或工具的使用性能,例如,提高各类切削工具硬度的硬化处理(淬火)和提高零件综合力学性能的“调质”处理等。

并不是所有的金属材料都能进行热处理的,在固态下能够发生组织转变,这是热处理的一个必要条件。

按照应用特点,常用热处理工艺可大致分为下列几类: 1.普通热处理 包括退火、正火、淬火和回火等。

2.表面热处理和化学热处理 表面热处理包括感应加热淬火、火焰加热淬火和接触加热

钢的热处理

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第1章 钢的热处理

随着科学技术和生产技术的发展,对钢铁材料的性能也提出了越来越高的要求。改善钢材性能有两个主要方法:一个是加入合金元素,调整钢的化学成分,即合金化的方法;另一个则是通过钢的热处理,调整钢材内部组织的方法。

热处理是改善金属使用性能和工艺性能的一种非常重要的加工方法。在机械工业中,绝大部分重要机件都必须经过热处理。热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变整体或表面组织,从而获得所需性能的工艺。根据所要求的性能不同,热处理的类型有多种,其工艺都包括加热、保温和冷却三个阶段,如图1.1工艺路线所示。

在工业生产中,热处理主要目的有两个:(1)消除上道工序带来的缺陷,改善金属的加工工艺性能,确保后续加工的顺利进行。(2)提高零件或工具的使用性能,例如,提高各类切削工具硬度的硬化处理(淬火)和提高零件综合力学性能的“调质”处理等。

并不是所有的金属材料都能进行热处理的,在固态下能够发生组织转变,这是热处理的一个必要条件。

按照应用特点,常用热处理工艺可大致分为下列几类: 1.普通热处理 包括退火、正火、淬火和回火等。

2.表面热处理和化学热处理 表面热处理包括感应加热淬火、火焰加热淬火和接触加热