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1、金属材料热处理实验金属材料热处理实验一、目的和要求一、目的和要求 了解热处理的特点和应用。 了解热处理的分类，常用热处理的名称和结构。 了解钢的热处理工艺（正火、退火、淬火、回火、 表面淬火）和作用。 了解温度和冷却速度对钢组织结构和机械性能的影 响及各钢种热处理状况。1、加热用箱式电阻炉以及控温仪表2、热处理实验用45钢、T10、65Mn钢丝以及低碳钢 丝试样一套3、冷却剂：冷水、机油4、砂轮机、洛氏和布氏硬度试验机或者新细锉刀二、仪器、设备和材料二、仪器、设备和材料 三、操作指导三、操作指导 1退 火（正火）材 料T10钢手工废锯条1根退火温度750770保温时间35分钟（锯条加热部热透）
2、冷却方式随炉温冷却（出炉空冷）检 验弯折锯条比较其强度及塑性的变化2淬 火材 料T10钢手工废锯条1根淬火温度770790保温时间35分钟冷却方式水中急冷检 验观察锯条淬火部位呈何颜色手折锯条看看结果如何3回 火材 料淬火后的锯条1根回火温度350450保温时间35分钟冷却方式空冷检 验锯条是否具有一定的弹性4弹簧制作材 料低碳钢丝1根制作方法将2钢丝在芯棒上绕制成弹簧淬火温度820850冷却方式水中急冷检 验拉、压弹簧，观察结果5弹簧制作材 料65Mn钢丝1根工 艺淬火+中温回火(退火)检 验弹簧功能6榔 头工艺流程材 料45钢手工鎯头工 艺淬火+回火（不同冷却方式回火温度）硬度检测原状态下
3、的榔头硬度值硬度检测中间状态下的榔头硬度值硬度检测最终状态下的榔头硬度值四、安全注意事项四、安全注意事项 穿戴好防护用品。 操作前应该熟悉零件的工艺要求以及热处理设备使用方法，严格按工艺规程操作。 用电阻炉加热时，工件进出炉应先切断电源，然后取送工件，以防触电。 经热处理出炉的工件，不要用手触摸，以防烫伤。 禁止其他人员接近电炉和工件。 在热处理时候，参加工件热处理的同学不允许脱离岗位，并且时时做记录，内容包括：零件名称 、材料、热处理前性能、 热处理目的 、热处理设备名称与型号、 加热温度 、保温时间、 冷却方式 、工件热处理后性能有和不同。五、实验步骤五、实验步骤 1、认识熟悉热处理设备和
4、工件。45钢钢2、在对钳工实习时所制作的铁锤进行热处理。把铁锤 放在电阻炉中进行加热到800840，保温515分钟。 必须戴手套，使用夹钳从炉中取出后在冷水中冷却连续 调头淬火，浸入水中深度约5mm。待工件呈黑暗色后， 全部浸入水或者机油中。从水或者机油中取出，在加热 至250低温回火（350500中温回火、500600 高温回火）。淬火时水温应保持在2030oC左右，水 温过高应及时换水。3、热处理后的试样磨去两边氧化皮，同时要防止试样温度 升高引起组织变化，然后用锉刀检查各人制作铁锤的硬 度，填写下表。（洛氏硬度）4、新细锉刀硬度在HRC60以上：锉刀打滑或者有刮痕说明 工件硬度高于锉刀；
5、锉刀稍用力可锉动工件说明工件硬 度为HRC3040；锉刀不易锉动工件说明工件硬度为 HRC5055；锉刀只能锉动工件一些说明工件硬度为 HRC5560。T10锯条锯条5、T10钢手工废锯条1根，进行退火处理。把锯条放在电阻 炉中进行加热到750770，保温35分钟。关闭电 源，温度表调零，随炉温冷却至室温，取出检测其性能 （硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。6、T10钢手工废锯条1根，进行正火处理。把锯条放在电 阻炉中进行加热到750770，锯条加热部热透， 保温35分钟。关闭电源，温度表调零，出炉空冷。待 至室温检测其性能（硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测 同上。7、T10钢手工废锯条1根，
6、进行淬火处理。把锯条放在电 阻炉中进行加热到770790，保温35分钟。关闭 电源，温度表调零，取出水中急冷，观察锯条淬火部位 呈何颜色，手折锯条看看结果如何，检测其性能（硬度 弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。8、T10钢手工废锯条1根，进行回火处理。把锯条放在电阻 炉中进行加热到250650（低温、中温、高温）， 保温35分钟。关闭电源，温度表调零，取出空冷，待冷 却至室温，检查锯条是否具有一定的弹性，检测其性能 （硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。 并填写下表9、将2钢丝在芯棒上绕制成弹簧,加热至820850, 在水中急冷, 拉压弹簧，观察结果。10、将2钢丝进行中温回火（400600）
7、，检验弹 簧功能。11、将淬火加中温回火的2钢丝加热至770进行退火， 检验弹簧是否还具有弹性以及其他性能。以上所有加热温度都从室温开始加热，切忌炉尚处高温即开始热处理。整理所记录的数据和材料性能分析。65Mn钢丝钢丝六、六、 实验思考题实验思考题1. 试叙述热处理的特点，热处理的三个过程。 2. 解释名词：正火、退火、淬火、回火、调质、淬硬性、 淬透性、洛氏硬度。3. 试述正火目的、退火目的 、淬火目的、回火目的，为什 么淬火后要进行回火。4. 回火分类，回火温度对钢的性能影响如何？5. 45钢制作的铁锤要采取什么样的回火方法？6. 什么叫表面淬火？什么情况下零件需要表面淬火？7. 弹簧淬火
8、时常见的缺陷及防止措施？提高弹簧质量的措 施？8.钢经淬火后为什么一般都要及时进行回火？回火温度不 同，钢的机械性能变化趋势如何？9.某厂生产一批齿轮，材料为45钢。要求齿面硬度 HRC5056。采用的工艺路线：下料锻造正火粗 车淬火+高温回火精车、齿加工齿面表面淬火+低温 回火磨削成品。试分析热处理工艺这样安排的原因， 各热处理工序有何作用？七、完成实验报告七、完成实验报告实验目的、实验设备、注意事项、实验步骤(记录数据、工艺曲线、热处理目的特点等)、思考题、实验内容表格、实验心得。八八、考核与报告考核与报告1.分成两组，每组一套试样（炉冷试样可由实验室事先 制好）轮换进行。试样编号和热处理
9、内容如附表所示。2.实验后由学生将实验所得的结果进行归纳整理，符合实 验规范要求，经教师检验签字后方可离开实验室。3指导教师对每个实验报告进行批改评分。九、附表九、附表 表表1 45钢热处理内容钢热处理内容第一次热处理内容炉号炉温试样编号试样数冷却方式检测硬度力学性能硬度参考值1830加热15分钟45-01（退火）1炉冷至650空冷197HBS45-02（正火）1空冷*226HBS45-0305（淬火）3水冷*50HRC45-05（淬火）1油冷*4555HRC2980（5分钟）过热45-06（淬火）1水冷3760（18分钟）过冷45-07（淬火）1水冷第二次热处理内容炉号炉温试样编号试样数冷却
10、方式检测硬度力学性能参考值4200（低温回火）45-031水冷*5864HRC5450（中温回火）45-041水冷*2035HRC6600（高温回火）45-051水冷*3550HRC表表2 T10热处理内容热处理内容 钢号编号炉号热处理工艺加热温度/0C保温时间/min冷却方式回火温度/0C力学性能T10钢013770炉冷无023770空冷无033770油冷无043770水冷无053-4770水冷200063-5770水冷400073-6770水冷600087860水冷无表表3 弹簧热处理内容弹簧热处理内容 取低碳钢丝和65Mn钢丝各一根，自己拟定制作工艺，将制作过程及结果填入下表：材料工序名称工艺过程检查弹簧的弹性低碳钢丝弹簧65Mn钢丝弹簧65Mn钢丝弹簧65Mn钢丝弹簧
