金属热处理实验报告

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说

金属热处理

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也

大型铸钢件的热处理炉

都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟

第1章 习题精选

一、名词解释

刚度、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、硬度、疲劳、金属键、晶体、晶格、晶胞、致密度、配位数、位错、晶界、合金、相、固溶体、金属化合物、玻璃相、单体、链节、陶瓷、玻璃相。

二、填空题

1.金属材料的强度是指在载荷作用下其抵抗（ ）或（ ）的能力。

2.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（ ）和（ ）三个阶段。

3.材料的工艺性能是指 ________ 性、________ 性、________ 性和________ 性。 4.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是 ________ ，其单位是 ________ 。 5.工程材料的结合键有 ________、 ________、 ________、 ________ 四种。

6.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为 ________ 和 ________ ，其致密度分别为 ________ 和 ________ 。 7.实际金属中存在有 ________、________ 和 ________ 三类缺陷。位错是 ________ 缺陷，晶界是 ________ 缺陷。金属的晶粒越小，晶界总面积就越 ________ ，金属的强度也越 ____

金属热处理

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也

大型铸钢件的热处理炉

都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟

《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

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》

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

热处理习题（思考题）

1. 从热力学和动力学角度，分析细晶组织对后续固态转变的影响。

2. 现有Al-5wt%Cu合金铸锭，一块添加了Al2O3粒子，另一块未添加。试从相变热力学和

动力学出发，（1）比较两种材料组织差异；（2）若该铸锭先经过高温保温后快冷，然后

加热至130℃长期保温，分析其组织又有何不同？提示：Al-5wt%Cu在室温的平衡相为（Al）+Al2Cu。

3. 试推导JM方程，并分析其适用范围。

4. 讨论均匀化退火工艺制订时如何考虑铸造工艺的关系。

5. 讨论第二相硬质点的尺寸、分布等对冷变形金属退火后的组织的影响。

6. 室温下一块高纯锡板被一粒玻璃弹子击穿，经长时间后，弹孔周围组织特征如何？

7. 有Au99.95%和Au-2Cu两种板材（状态未知），请结合热处理知识鉴别。

8. 有Al合金和Fe-0.3wt%C钢轧制板材，经金相检查发现晶粒很粗大。（1）有无适当工艺

使其晶粒细化？（2）若可以细化，采用何种工艺？为何？

9. 试分析时效型Al-Cu合金的冷变形对其随后固溶与时效过程的影响。

10. 7050合金在T6状态下可获得很高的强度，但冲击韧性和抗应力腐蚀能力差，该如何改

善？简单分析原理。

11. 试分析奥氏体

金属热处理习题

一、填空

1 试写出下列材料的类别。（按用途分）与应用（举一例）。 20CrMnTi 属 —————— 钢（类别）； 可制作——————；

T10 属 45 属

——————

钢； 可制作——————；

——————

钢； 可制作——————；

钢； 可制作——————；

W18Cr4V 属

——————

2 化学热处理的基本过程是————————————、、————————————、————————————。 3 钢的淬透性主要取决于————————————，马氏体的硬度主要取决于————————————，钢的表层淬火，只能改变表层的————————————，而化学热处理既能改变表层的————————————，又能改变表层的————————————。

4 低碳钢为了便于切削，常预先进行————————————处理；高碳钢为了便于切削，常预先进

行————————————处理；

5 索氏体中的渗碳体是———————————形貌。回火索氏体中的渗碳体是———————————形貌。 6 纯Al的主要强化方法是——

热处理习题（思考题）

1. 从热力学和动力学角度，分析细晶组织对后续固态转变的影响。

2. 现有Al-5wt%Cu合金铸锭，一块添加了Al2O3粒子，另一块未添加。试从相变热力学和

动力学出发，（1）比较两种材料组织差异；（2）若该铸锭先经过高温保温后快冷，然后

加热至130℃长期保温，分析其组织又有何不同？提示：Al-5wt%Cu在室温的平衡相为（Al）+Al2Cu。

3. 试推导JM方程，并分析其适用范围。

4. 讨论均匀化退火工艺制订时如何考虑铸造工艺的关系。

5. 讨论第二相硬质点的尺寸、分布等对冷变形金属退火后的组织的影响。

6. 室温下一块高纯锡板被一粒玻璃弹子击穿，经长时间后，弹孔周围组织特征如何？

7. 有Au99.95%和Au-2Cu两种板材（状态未知），请结合热处理知识鉴别。

8. 有Al合金和Fe-0.3wt%C钢轧制板材，经金相检查发现晶粒很粗大。（1）有无适当工艺

使其晶粒细化？（2）若可以细化，采用何种工艺？为何？

9. 试分析时效型Al-Cu合金的冷变形对其随后固溶与时效过程的影响。

10. 7050合金在T6状态下可获得很高的强度，但冲击韧性和抗应力腐蚀能力差，该如何改

善？简单分析原理。

11. 试分析奥氏体