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1、School of Materials Science and Engineering 指导老师：指导老师： 唐唐 蓓蓓铝合金时效硬化曲线测定铝合金时效硬化曲线测定School of Materials Science and Engineering一、实验目的一、实验目的n掌握铝合金淬火及时效操作方法n了解时效温度、时间对时效强化影响规律n加深对时效强化及其机理的理解n学会硬度计及读数显微镜的使用School of Materials Science and Engineering淬火时效是铝合金改善力学性能的的主要热处理手段二、实验原理二、实验原理 铝合金的淬火时效一般是一个联合工艺，一般
2、二者不会单独出现； 淬火就是将高温状态迅速冷却到低温，钢的淬火是为了获得马氏体，铝的淬火是为了获得过饱和固溶体，为随后的时效的准备过饱和固溶体；铝合金的淬火又常称为固溶处理；铝合金的时效是为了促使过饱和固溶体析出弥散强化相School of Materials Science and Engineering脱溶（时效的实质）脱溶（时效的实质）-从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程。属扩散型相变。二、实验原理二、实验原理饱和饱和固溶体析出相固溶体析出相固溶处理固溶处理固溶淬火固溶淬火（弥散细小的硬质点）（弥散细小的硬质点）过饱和过饱和固溶体固溶体析出析出
3、固溶处理固溶处理速冷速冷人工时效人工时效自然时效自然时效Tt AB过饱和过饱和School of Materials Science and Engineering 铝铜合金130时效时的硬度与时间的关系二、实验原理二、实验原理School of Materials Science and Engineering三、实验步骤与方法三、实验步骤与方法 n每班分为每班分为3 3个小组，每组分别领取一套试样个小组，每组分别领取一套试样(10(10块试样块试样) )。n将试样放入箱式电阻炉中，加热温度为将试样放入箱式电阻炉中，加热温度为4954953 3 ，保温，保温1h1h，保温结束快速淬入水槽中。
4、，保温结束快速淬入水槽中。n每组取一个试样立即测定淬火后的硬度（固溶态的样品硬度）。每组取一个试样立即测定淬火后的硬度（固溶态的样品硬度）。n每组的其他试样立即放入箱式电阻炉中进行时效处理，时效温度分别为每组的其他试样立即放入箱式电阻炉中进行时效处理，时效温度分别为130 ,160 ,190 130 ,160 ,190 ，每组取一个温度进行实验，保温时间分别为，每组取一个温度进行实验，保温时间分别为1 1，2 2，4 4，6, 8, 10, 126, 8, 10, 12，1414，16h16h。n时效后将样品表面氧化层磨去，再进行硬度测定。时效后将样品表面氧化层磨去，再进行硬度测定。n全部测定
5、完成后，绘制时间全部测定完成后，绘制时间- -硬度曲线。硬度曲线。School of Materials Science and Engineering时效温度时效温度时效时间时效时间硬度硬度(HBS)HBS(130C)HBS(160C)HBS(190C)0h1h2h4h6h8h10h12h14h16hSchool of Materials Science and Engineering四、实验设备及材料四、实验设备及材料n箱式电阻炉：加热试样用。箱式电阻炉：加热试样用。n淬火水槽：淬火水槽： 用于淬火冷却。用于淬火冷却。n布式硬度计：测定淬火及时效后硬度。布式硬度计：测定淬火及时效后硬度。n
6、读数显微镜：测定压痕直径。读数显微镜：测定压痕直径。n实验材料：实验材料： 20242024铝合金试样铝合金试样School of Materials Science and Engineering布氏硬度计：HBS测量范围8450三种压头：2.5mm、5mm、10mm有六种负荷：183.75kgf、245kgf、490kgf、735kgf、980kgf、2940kgfF：负荷250kgf ：系数3.14D：压头5mm d：压痕直径从公式得到，F、D、是已知，只要测量d值就知道HBS值。因此采用DM读数显微镜(放大20x)测量d值，然后查表(10D2)即可。五、布式硬度计五、布式硬度计公式:
7、HBS=2F/D测定硬度应取三点进行测定测定硬度应取三点进行测定(最好选中心部位最好选中心部位), 但每两点但每两点离压痕中心距离不小于压痕直径离压痕中心距离不小于压痕直径4倍，压痕中心距试样倍，压痕中心距试样边缘的距离不小于压痕的边缘的距离不小于压痕的2.5倍倍School of Materials Science and Engineering1 1 打开电源打开电源2 2 放好样品放好样品3 3 调好参数（压头调好参数（压头5mm5mm、时间、时间30s30s、负载、负载245kgf245kgf ）4 4 顺时针旋转手轮当负荷大于顺时针旋转手轮当负荷大于9090时硬度计会发出叫时硬度计会
8、发出叫声，同时加荷指示灯亮，这时手轮立刻停止，硬度声，同时加荷指示灯亮，这时手轮立刻停止，硬度计自动进行加荷计自动进行加荷保荷时间保荷时间卸荷结束，然后逆时卸荷结束，然后逆时针转动手轮，将试样取出测定压痕针转动手轮，将试样取出测定压痕(d)(d)，再查表，再查表。五、布式硬度计五、布式硬度计School of Materials Science and Engineering放好样品放好样品调焦调焦移动样品台，把压痕放置于刻度线上移动样品台，把压痕放置于刻度线上旋转手柄，使线分别与压痕的两边相切，旋转手柄，使线分别与压痕的两边相切，并读出读数并读出读数两个读数相减，得到压痕直径两个读数相减，得
9、到压痕直径查表，得到布氏硬度查表，得到布氏硬度342534252.87mm4.42mm六、读数显微镜六、读数显微镜School of Materials Science and Engineering实验注意事项：实验注意事项：1 一个数据点硬度至少测三次，尽量减小误差；2 取样后，及时关闭好干燥箱炉门，尽量减少炉温波动；最后一个取样的同学需要关闭干燥箱电源；3 严格按时效时间和温度进行时效处理，不得随意变动；4 时效与随后的硬度测定时间不要间隔太长，最好尽快测量硬度；5 时效后务必将样品表面氧化层去除干净，保证实验结果的可靠性School of Materials Science and E
10、ngineering131、所有实验数据均要造表并制图，并附在实验报告后面；3、实验报告采用中南大学实验报告标准格式；4、根据实验结果，给出误差分析，说明造成误差可能存在的因素有哪些；5、根据实验结果，说明时效工艺造成硬度变化的原因；6、根据实验结果，说明时效温度对时效硬度峰值的影响；实验报告要求实验报告要求School of Materials Science and Engineering14做好实验室开关门钥匙的交接工作，确保人走断水断电关窗关门；当实验完成后，试验台要清洁归原！安全第一，严格按照仪器和设备的操作流程进行操作，谨防烧烫伤和触电；操作设备切忌粗暴，维持设备完好才能确保实验可靠地持续进行；目前可用设备有限，更要珍惜!实验安全注意事项实验安全注意事项人身安全人身安全设备完好设备完好实验室安全实验室安全实验完成后，把样品交给班长实验完成后，把样品交给班长实验样品须回收实验样品须回收15Thank you !
