《碳素钢的热处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳素钢的热处理（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验内容 碳素钢的热处理,http:/,2,西南大学材料科学与工程学院,一、实验目的,1. 了解碳素钢的基本热处理（退火、正火、淬火、回火）工艺方法。 2. 了解冷却条件与钢性能的关系。 3. 分析淬火及回火温度对钢性能的影响。,http:/,3,西南大学材料科学与工程学院,二、热处理基本工艺,热处理是将金属在固态下通过加热、保温和冷却过程，改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。 它的特点是：只改变金属材料内部组织结构，获得所需性能，尽量避免改变零件的形状。 同样的材料经过不同的热处理方法，可以得到不同的内部组织，因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。,http:/,4,西南
2、大学材料科学与工程学院,常用热处理方法的工艺曲线示意图,退火、正火、淬火和回火,http:/,5,西南大学材料科学与工程学院,1. 退火,退火是将钢件加热到临界温度Ac1 或Ac3以上，保温一定时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺。 退火的目的： a. 降低硬度，以利于切削加工； b. 细化晶粒，改善组织，提高机械性能； c. 消除内应力，为下一道热处理作好准备； d. 提高钢件的塑性、韧性，便于冷冲压或冷拉拔加工。,http:/,6,西南大学材料科学与工程学院,2. 正火,正火是将钢件加热到临界温度Ac3或Acm 以上30-50 ，经保温一
3、定时间，随后在空气中冷却，以获得更细组织的一种热处理工艺。 正火的作用与退火相似，与退火不同之处是： a. 正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获得的组织更细。 b. 正火后的强度、硬度较退火后的稍高，而塑性、韧性则稍低。,http:/,7,西南大学材料科学与工程学院,淬火是将钢加热到AC3（亚共析钢）或AC1（过共析钢）以上30-50，保温后放入不同的冷却介质中快冷（大于临界冷却速度），以获得马氏体组织。 淬火的目的：提高金属材料的强度和硬度，增加耐磨性，并在回火后获得高强度和一定韧性相配合的性能。,3. 淬火,http:/,8,西南大学材料科学与工程学院,钢淬火后必须要回火，回火是把淬火后的
4、钢件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后置于空气或油中冷却的热处理工艺。 回火的目的：为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低钢件的脆性，使它具有一定的韧性。 根据加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。,4. 回火,http:/,9,西南大学材料科学与工程学院,淬火加高温回火的热处理称作调质处理，简称调质。,http:/,10,西南大学材料科学与工程学院,碳钢热处理后的性能各种组织的硬度性能指标范围如下： 珠光体 1020HRC 索氏体 2225HRC 屈氏体 3642HRC 马氏体 6265HRC 回火马氏体约 60HRC 回火屈氏体 4048HRC 回火索氏体 25
5、35HRC,http:/,11,西南大学材料科学与工程学院,三、实验方案设计,对45钢的样品进行调质处理，要求调质处理后样品的硬度达到HRC30左右。 要求根据碳素钢热处理加热温度要求及钢的临界温度及保温时间等，确定45钢调质处理工艺条件。,http:/,12,西南大学材料科学与工程学院,碳钢普通热处理的加热温度见下表：,http:/,13,西南大学材料科学与工程学院,各种钢的临界温度见下表：,注意：热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大，氧化，脱碳严重，变形、开裂倾向增加，但加热温度过低也达不到要求。,http:/,14,西南大学材料科学与工程学院,碳素钢在箱式电阻炉中加热时间的确定
6、：,http:/,15,西南大学材料科学与工程学院,四、热处理实验所用箱式电阻炉：,http:/,16,西南大学材料科学与工程学院,五、实验步骤,1. 试样装炉 按要求试样在装炉之前要先测试硬度，同时预先将电炉温度升到设定的温度，并保温一定时间。当炉门打开时，迅速将试样装入炉内，速度要快，否则炉温会下降过大，增加加热时间。 2. 试样出炉和冷却 这是直接影响实验效果的关键，必须周密安排充分准备。当炉门打开时，迅速将试样钳出并投入预定的冷却介质中冷却，并搅动试样，促使冷却均匀。,http:/,17,西南大学材料科学与工程学院,3. 测量硬度 热处理过的试样冷却后，要用布擦拭干净再用砂布擦去氧化皮，然后测试硬度。 4. 回火处理 按热处理内容规定，将淬火后的试样，装入指定温度，并保温一定时间的电炉内进行加热，由于回火的加热温度较低，加热保温的时间要相应长一些，然后取出空冷到室温。磨去氧化皮再测试硬度。,http:/,18,西南大学材料科学与工程学院,六、实验报告要求,分析钢加热奥氏体化后冷却速度对钢组织和性能的影响； 对比样品热处理前后硬度的变化，结合热处理后得到的硬度与组织讨论其性能变化原因。 对比调质处理后的样品与预设结果是否在允许的误差范围内，如果结果误差较大，讨论可能存在的原因。,西南大学材料学院,,Thank You !,
