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T10钢热处理工艺
辽宁工程技术大学
综合及创新实验开题报告
学 生 姓 名 吴双全
学 号 1308010318
所 属 院 系 材料科学与工程学院
专 业 /班 级 材料13-3
所 用 材 料 T10钢
要 求 硬 度 50~55HRC
阅 卷 人
阅 卷 日 期
成绩评定:
T10钢热处理工艺设计
实验目的
1、通过设计一组热处理工艺方案提高T10钢试样的硬度,使其硬度达到50~55HRC。
2、设计热处理工艺使试样金相组织中最终出现屈氏体。
实验材料及设备
T10钢圆柱试样(15×15mm)若干
硝酸
酒精
砂纸
抛光膏
玻璃板
箱式电阻炉及控温仪表
抛光机
金相显微镜
洛氏硬度计
三、实验内容
1、T10钢概述
目前常用的碳素工具钢有T8、T10、T12,其中T10用量最多。T10钢优点是可加工性好,来源容易;但淬透性低、耐磨性一般、淬火变形大。因钢中含合金元素微量,耐回火性差,硬化层浅,因而承载能力有限。虽有较高的硬度和耐磨性,但小截面工件韧性不足,大截面工件有残存网状碳化物倾向。T10钢在淬火加热(通常达800℃)时不致于过热,淬火后钢中有过剩未溶碳化物,所以比T8钢具有更高的耐磨性,但淬火变形收缩明显。由于淬透性差,硬化层往往只有1.5~~化学成分 碳 C :0.95~1.04硅 Si:≤0.35
注:允许残余含量Cr+Ni+Cu≤0.40(制造铅浴淬火钢丝时)适用范围这种钢应用较广,适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具,如车刀、刨刀、钻头、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、还可以制作冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、纸品下料模、、小尺寸冷切边模及冲孔模,低精度而形状简单的量具(如卡板等),也可用作不受较大冲击的耐磨零件等。
冷却介质
冷却介质温度/℃
冷却程度 再冷却到20℃的介质
Ⅰ 770~790 水 20~40 至250~ 300℃ 油冷
62~64
Ⅱ
ω(NaCl)5%水溶液 62~65
Ⅲ ω(碱)5%~10%水溶液 62~64
T10钢淬透性低,容易产生变形和淬裂,需要用盐水或碱水水冷却。另外碳素工具钢对过热敏感,晶粒容易长大,所以采用不完全淬火其淬火温度一般是在碳化物与奥氏体共存的两相区内(Ac1以上30~50℃)。这是由于碳化物的存在不仅可以阻止奥氏体的长大,使碳素工具钢保持较小晶粒,从而能在高硬度条件下保证具有一定的韧性,而且剩余碳化物的存在也有利于模具耐磨性的提高。为防止过热,选取最低的淬火加热温度(760~780℃),为防止淬火开裂,必须在淬火方法上实现均匀冷却。
在实际生产中,只有在大型工件或装炉量很多的情况下,才能把升温时间和保温时间分开考虑。由于淬火温度高于相变温度,所以升温时间包括组织转变的时间。保温时间实际上只要考虑碳化物的溶解和奥氏体成分均匀化所需时间即可。
确定淬火加热时间是个较为复杂的问题。到目前为止,还没有一个可靠的计算方法,一般用经验公式来计算,通过试验最终确定。常用经验公式为
t=α·K·D (1)
式中:t为加热时间(min);α为加热系数(min/mm);K为装炉修正系数;D为工件有效厚度。加热系数α表示工件单位厚度需要的加热时间,其大小与工件尺寸、加热介质和钢的化学成分有关。
3、中温回火
对于本工艺要求的硬度、强度、耐磨性及一定韧性的淬火工件,选取淬火后再进行300~350℃ 之间进行回火。回火后得到回火屈氏体及在其分布均匀的细小碳化物颗粒组织,硬度一般可达50~55HRC。回火时间依据经验公式Th=Kh+Ah· D
其中,Kh为回火时间基数,本工艺Kh取20
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