实验二 钢的普通热处理及显微组织观察.docx

一、实验目的 1. 2. 二、实验原理 钢的热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。最基本的热处理工艺包括退火、正火、淬火及回火。 1. 退火 将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。退火的种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。一般情况下，亚共析钢加热至Ac3+（30～50）℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至Ac1+（10～20）℃（球化退火）； 2. 正火 其方法是将钢加热到相变点以上完全奥氏体化后，在空气中冷却。正火的加热温度比退火高，一般为Ac3或Accm以上（30～50）℃。保温时间主要取决于工件有效厚度和加热炉的型式，如在箱式炉中加热时，可以每毫米有效厚度保温一分钟计算。保温后一般可在空气中冷却。 3. 淬火 将钢加热到相变点以上，使钢发生奥氏体化，然后保温一定时间，以大于马氏体临界冷却速度Vc的速度进行快冷，使过冷奥氏体发生马氏体转变的热处理工艺，称为淬火。淬火加热温度选择的原则是，亚共析碳钢为：Ac3+（30～50）℃，共析碳钢和过共析碳钢为：Ac1+（30～50）℃。 在空气箱式炉保温时间按下列经验公式估算： 碳素钢：t = （1～1.2）H 合金钢：t = （1.2～1.5）H 式中：t— 保温时间（min） H— 工件有效厚度（mm） 有效厚度H是指工件在受热条件下在最快传热方向上的截面厚度，如圆柱体有效厚度H=D（直径），圆盘有效厚度H=h（厚度），筒形工件有效厚度H=（D-d）/2 常用淬火冷却介质有水、油以及盐或碱的水溶液等。 4. 回火 将淬火钢重新加热到A1以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，称为回火。回火的目的是调整和改善钢的性能，稳定工件尺寸，消除淬火内应力。 三、实验设备及材料 1. 2. 3. 四、实验步骤和方法 1. 热处理操作实验按表1-1所列工艺进行。每班分为两大组，每组领取一套试样做好标记。 2. 按表1-1进行热处理操作（炉温由实验指导人员预先升好） 3. 测试热处理后试样硬度值，每个试样测三点，取其平均值，填入表1-1中。 五、实验注意事项 1. 放置试样时，试样一定要靠近热电偶。 2. 夹钳上的水和油一定要擦干才能到炉子取样或放样。淬火时动作要迅速，并要在领取介质中不断搅动。 3. 测试硬度前一定要用砂纸将试样表面氧化皮去除并磨光。 4. 实验完成后关闭电炉开关，切断电源。 六、实验报告要求 1. 将所测定的试样硬度值填入表1-1中。 表1-1 热处理工艺 材料 热处理工艺 硬度值HRC 显微组织 加热温度/℃ 保温时间/min 冷却 方式 回火 温度 保温时间/min 45钢 860 30 空冷 - - 铁素体+珠光体 油冷 - - 马氏体+屈氏体 水冷 - - 细晶马氏体 水冷 200 40 回火马氏体 水冷 400 40 回火屈氏体 水冷 600 40 回火索氏体 T8钢 770 30 水冷 - - 隐晶马氏体 水冷 200 40 回火马氏体 水冷 400 40 回火屈氏体 水冷 600 40 回火索氏体 根据表中数据，绘制45钢和T8钢淬火（水冷）硬度变化曲线，说明回火温度对钢的硬度影响规律 2. 观察碳钢在不同热处理条件下的显微组织，根据显微组织特点，写出下图所示的组织对应的钢种、热处理工艺，并在图中用箭头标出对应的组织名称。 钢牌号（ ） 钢牌号（ ） 热处理工艺： 热处理工艺： 钢牌号（ ） 钢牌号（ ） 热处理工艺： 热处理工艺： 钢牌号（ ） 钢牌号（ ） 热处理工艺： 热处理工艺： 钢牌号（ ） 热处理工艺： 思考题 （1）由实验结果分析总结亚共析钢、过共析钢淬火加热温度的选择原则，并论述理由；分析含碳量、冷却速度对碳钢硬度的影响。 （2）问题分析：45钢淬火，高温回火后的硬度为25HRC，若再进行200℃回火，硬度能否提高？为什么？该钢经淬火和低温回火后硬度为55HRC，若再进行高温回火，其硬度可否降低？为什么？ 评分 指导老师 日期