热处理工艺制度对T10钢组织与性能的影响2教材.doc

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 金属材料综合实验 题目：热处理工艺制度对T10钢组织与性能的影响 学院名称：材料科学与工程学院 专业班级：金属1202 姓 名：马英 学 号：3120702041 小组成员：任宁庆、韦明敢、李鑫宇 指导老师：邵红红、王兰、吴晶老师 2016年1月 热处理工艺制度对T10钢组织与性能的影响 一、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 　　锰 Mn：≤0.40 　　硫 S ：≤0.020 　　磷 P ：≤0.030 　　铬 Cr：允许残余含量≤0.25≤0.10(制造铅浴淬火钢丝时) 　　镍 Ni：允许残余含量≤0.20≤0.12(制造铅浴淬火钢丝时) 　　铜 Cu：允许残余含量≤0.30≤0.20(制造铅浴淬火钢丝时) 　　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200～ 250℃ 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。T10钢淬火金相图例如下： 图3 T10钢760℃水淬组织 500X （隐晶马氏体+粒状碳化物+少量Ar） 3、低温回火 对于要求高的硬度、强度、耐磨性及一定韧性的淬火工件，通常淬火后再150℃～250摄氏度之间进行回火。回火后得到隐晶的回火马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61～65HRC。低温回火主要用于各种高碳钢制作的切削工具、冷做模具。 为了避开200～300℃之间出现的低温回火脆性，本次实验采用180℃低温回火，回火保温时间2h。 实验步