《工建材料》热处理实验报告.doc

工程材料综合实验 车辆工程10-1班 实验者：陈秀全 学号 冯云乾 学号 高万强 学号一 实验目的 二 实验设备及材料 三 实验内容 四 实验步骤五 实验报告 三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同； 样 品 显微组织 性能（硬度） 20# 白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体(F+P) 冲压性与焊接性良好 45# 灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析出白色条状铁素体。(F+P) 经热处理后可获得良好的综合机械性能 T10 组织为珠光体和二次渗碳体(P+Fe3CII) 硬度高，韧性适中 每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度）的异同； 样 品 显 微 组 织 性能（硬度） 20# 热处理前 F+P HRB71 热处理后 回火M +A’ HRB93 45# 热处理前 F+P HRC7.5 热处理后 回火S HRC27 T10 热处理前 P+Fe3CⅡ HRC6.5 热处理后 回火M +A’ HRC54 总结出碳钢成分—组织—性能—应用之间的关系。 样 品 成 分 组 织 性 能 应 用 20# W(C)=0.20% F+P 冲压性与焊接性良好 冲压件及焊接件，经过热处理(如渗碳)也可以制造轴，销等零件。 45# W(C)=0.45% F+P 经热处理后可获得良好的综合机械性能 齿轮，轴类，套筒等 T10 W(C)=1.0% P+Fe3CⅡ 优质钢，硬度高，韧性适中 钻头，刨刀，丝锥，手锯条等刃具及冷作模具等。 图1 工业纯铁 图2 工业纯铁 图3 亚共析钢 图4 20钢正火处理（加热至900后空冷） 图5共析钢 调质处理 图6 过共析钢 图7 亚共晶白口铸铁 图8 共晶白口铸铁 图9 过共晶白口铸铁 图10 20# 正火（加热到860℃+空冷） 图11 45# 调质处理 图12 T10 正火处理 20#钢：碳质量分数为0.20%（万分之二十）的优质碳素结构钢。含碳量为0.20%（万分之二十）为亚共析钢，加热到860℃后，达到Ac3线以上，铁素体转化为奥氏体，再经过空冷后，20#钢的过冷A在高温是将有一部分转化为铁素体。而且此过程属于过冷A的高温转变，有索氏体产生。 在热处理前后显微组织是铁素体和珠光体。硬度较高。20#钢冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理(如渗碳)也可以制造轴，销等零件。 热处理方式：加热至880℃，保温30分钟左右后，正火处理。得到的显微组织：P（珠光体）+F（铁素体）。其中图中层片状的是P（S）珠光体；白色块状的是F（铁素体）。正火后，组织细化晶粒，使组织均匀化，提高了钢的强度，硬度与韧性。正火提高其硬度，改善其切削加工性能。 实验分析与讨论：由上图可知，（1）P（珠光体，为黑色块状）较明显的可以看出；而F（铁素体，为白色块状）显得有点黑，呈灰色。产生该现象的原因可能是由于抛光后的过度腐蚀或使用稀硝酸腐蚀不均匀导致，晶面受损，致使不能观察到易损的珠光体组织，并且亮度有点暗，不十分清晰；手工磨制不够精细，还有可能是由于加热温度不够所致；（2）画面不清晰，原因是没有将被观察物体放平。 实验者：高万强 45#钢：是含碳质量分数为0.45%（万分之四十五）的优质碳素结构钢。 在热处理前的显微组织是珠光体和铁素体，其硬度为HRC7.5；经过热处理后，显微组织转变为回火索氏体，其硬度为HRC27。由于45#钢经调质处理后得到的是回火索氏体，其渗碳体为粒状，硬度也相应提高，使它获得了良好的综合机械性能，即强度、塑性和韧性都比较好，它广泛适用于各种重要的机器结构件，特别是受交变载荷的零件，如：齿轮、轴类、套筒等零件。 热处理方式：先淬火使其加热到880℃，保温25min后，再进行高温回火，使温度为600℃左右，保温25min。 图像分析与讨论： 整体图象比较暗，可能是由于光源亮度不够所造成；结构区分不十分明显，可能是由于热处理时未达到淬透要