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西南科技大学工程训练金属材料热处理实训报告

一、实验的目的和意义。

运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计

实验方案、独立实验并得出实验结果，进一步深化课堂内容，加强对《金

属材料及热处理》课程理论的系统认识，提高分析问题和解决问题的能力。

通过完成本实验，能够掌握金属材料及热处理实验相关设备，并达到

以下学习目的：

1、借助铁碳相图研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；

2、理解含碳量对铁碳合金显微组织和力学性能的影响，分析成分、

组织与性能之间的相互关系；

3、熟悉热处理工艺中的“四把火”，能够进行碳钢热处理工艺的基

本操作；

4、研究加热温度、冷却速度和回火温度对碳钢性能的影响；

5、熟练制备金相试样，观察热处理后钢的组织及其变化；

6、了解常用硬度计的原理，掌握硬度计的使用方法。

二、实验材料及实验设备。

1、金相显微镜、预磨机、抛光机、高温马弗炉、洛氏硬度计、砂轮

切割机等。

2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等。

3、45钢试样。

三、实验内容。

1、小组讨论后针对试样设计热处理工艺（包括加热温度、保温时间

和冷却方式）。

2、分别对热处理后试样进行金相观察和硬度测定。

3、根据实验结果，分析热处理工艺对试样组织与性能的影响。

四、实验步骤。

1、观察原始试样的平衡组织并进行硬度测试。

制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）；观察并拍摄显微组织形貌；

硬度测试。

2、对试样分别进行热处理。

3、观察热处理后试样的组织并进行硬度测试。

制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）；观察并拍摄显微组织形貌。

4、分别对热处理前后试样的组织性能进行分析，完成实验报告。

五、实验结果分析与讨论。

初始试样：45钢的原始硬度值为11.9HRC。

热处理后试样：

1、正火。

正火目的是在于使晶粒细化和碳化物分希均到化，去除桥料的内预览

与源文档一致，下载高清无水印应力，降低材料的硬度。

45钢正火后测得平均硬度值为16HRC。

2、淬火。

45钢淬火工艺是将45钢加热到Ac3以上（30~50℃）某一温度，保

持一定时间，使之全部奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到

Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。

45钢淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体转变，得到马氏体组织，

然后配合以不同温度的回火，以大幅提高45钢的强度、硬度、耐磨性、

疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。淬

火能使45钢强化的根本原因是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏

体组织，而提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。

45钢淬火后测得平均硬度值为61.9HRC.

3、回火。

回火是工件淬硬后加热到Ac1（加热时珠光体向奥氏体转变的开始温

度）以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。其

目的是：消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；调整工件的

硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；稳定组织与尺寸，保证精

度；改善和提高加工性能。

45钢回火后测得平均硬度值为29.6HRC。

六、实验结论。

1、45号钢是优质的中碳结构钢，冷热加工性能及切削性能良好，强

度、硬度比低碳钢高，可不经热处理直接使用热轧材、冷拉材，亦可进行

各种热处理。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能，它不仅可

以作为结构钢使用，还可以被用作要求不高的工具钢。所以在中等强度水

平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量

用于制造各种机械零件。但在生产实际中，仍会出现许多使用不当之处，

如果没有充分发挥该钢的性能潜力，可能造成大量浪费。其中，因热处理

工艺的制定及操作不合理而引起工件报废是一种常见现象。

2、45钢在经过淬火和高温回火调质，其显微组织由以前的P+F，变

成了回火索氏体，其综合机械性能最好，即强度、塑性和韧性都比较好。

七、心得体会。

通过本次实验，