热处理实验报告

组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低; 但过高的加热温度(如超过acm)不仅无助于强度、 硬度的增加,反而会由于产生过多的残余奥氏体 而导致硬度和耐磨性的下降。 2、 保温时间的确定

淬火加热时间实际上是将试样加热到淬火温度所 需的时间及在淬火温度停留所需时间的总和。加 热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所用的加 热介质、加热方法等因素有关,一般按经验公式 加以估算。(经验公式:加热温度为800oc的圆柱 形工件,保温时间为1.0分钟/每毫米)。 3、冷却速度的影响

冷却是淬火的关键工序,它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度,以保证获得马氏体组织;在这个前提下又应尽量缓慢冷却,以减少内应力,防止变形和开裂。为保证淬火效果,应选用适当的冷却介质(如水、油等)。此实验的淬火冷却介质选用水。

考虑到实验中加热炉的极限温度,将加热温度定在800 oc,保温15分钟后进行水冷。 (二)钢的回火

钢经经淬火后得到的马氏体组织质硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂;一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度,甚至开裂。因此淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得所需的各种不同的组织和性能。

低温回火:回火温度150~250oc;回火后的组织为回火马氏体+残余奥氏体+碳化物;性 能特点是硬度高,内应力减少。

中温回火:回火温度350~500oc;回火后的组织为回火屈氏体;性能特点是硬度适中, 有高的弹性。

高温回火:回火温度500~650oc;回火后的组织为回火索氏体;性能特点是具有良好塑 性、韧性和一定强度相配合的综合性能。

对碳钢来说,回火工艺的选择主要考虑回火温度和保温时间这两个因素。 实验所用试样较小,故回火保温时间可为30分钟,回火温度选择低温回火温度,即:150~250oc。低温回火后在空气中冷却。

回火冷却方式:碳钢回火时,一般采用在空气中冷却。 四、 实验内容与步骤: 1、 对45钢进行淬火

(1)在进行淬火前先测量实验试样的硬度九次,并将后六次测量的数据计入表格中。 (2)、将试样放入加热炉中,打开加热炉。使其温度上升到800 oc开始计时。保温15分钟。 (3)、15分钟后,取出试样对其进行水冷。 (4)、待试样完全冷却,用磨砂纸将其表面磨平整光滑。 (5)、再次测量试样的硬度一共五次。并计入表格中。 2、 对45钢淬火后进行低温回火 (1)、将回火炉的温度设定在200 oc。 (2)、待温度升到200 oc时,将试样放入加热炉中,并开始计时。保温30分钟 (3)、30分钟后,取出试样放在指定位置进行空冷。 (4)、待试样完全冷却,用磨砂纸将其表面磨平整光滑。

(5)、再次测量试样的硬度一共五次。并计入表格中。 五、实验数据记录 1、淬火前的硬度

分析:测量时,由于选择的测量点不同和人为操作因素,每次测量的数据存在误差。试样中心和边沿的硬度明显不同,测量时尽量选择中心处测量。 2、淬火后的硬度

分析:与淬火前相比,淬火后的硬度明显增大。说明适当的淬火可以增大材料的硬度。 3、回火后的硬度

分析:与淬火前相比,回火后钢的硬度明显大于钢的原始硬度,但比淬火后的硬度小些。说明回火后钢的硬度降低了。 六、分析与讨论

试验中,钢淬火加热后,必须迅速在水中冷却。这是因为谁的冷却速度快,防止奥氏体转变为珠光体而得不到需要的马氏体组织。通过淬火,钢的硬度得到了明显的提高。

淬火钢在回火过程中发生了一系列的组织变化,这必然会引起机械性能发生相应的变化。淬火钢的回火,实质上是一个软化过程,性能变化的总趋势是,随着回火温度的升高,硬度、强度降低,而塑性、韧性提高。 七、实验感想

对于我们机械学生,这是第一次比较专业的实验。因此,实验过程中大家都非常的认真投入。从中切实学习到了知识,提高了自己的动手能力。特别是材料硬度的变化,让我们感受到了材料的魅力,增加了我们对材料的兴趣。

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