文档介绍：《机械制造技术基础》
实验指导书
适用专业: 工业工程
物流管理
工商管理
前言
本课程是管理类专业一门主要学科基础课,实验内容是:钢的热处理工艺操作、硬度测试及热处理后组织观察综合实验,通过实验教学,可使学生掌握碳钢基本热处理工艺操作方法及性能测试,学会识别普通碳钢热处理后的显微组织形貌特征,训练及培养学生分析判断材料成分、组织、性能之间相互关系的综合能力。
实验1:钢的热处理工艺操作、硬度测试及热处理后组织观察
实验学时:4
实验类型:综合
实验要求:选修
一、实验目的
了解碳钢的热处理操作;
研究碳钢加热温度、冷却速度、回火温度对钢性能的影响;
观察热处理后的组织及其变化;
了解硬度计的原理、初步掌握洛氏硬度计的使用。
二、实验内容
1、按表1中的热处理工艺进行操作,并对热处理后的各样品进行硬度测定,将硬度值填入表1中。
表1 各种热处理工艺
加热温度℃
45钢 T12
冷却
方式
20钢
45钢
T12钢
学号
硬度
学号
硬度
学号
硬度
920
水冷
780
水冷
860 780
灰冷
860 780
空冷
860 780
油冷
860
水冷
45钢回火工艺
学号
回火温度℃
200
300
400
500
600
回火前硬度
回火后硬度
注:保温时间可按1分钟/每毫米直径计算;回火保温时间均为30分钟,然后取出空冷。
2、观察下列表2热处理后的金相试样,并画出组织示意图。
表2 热处理后的金相试样
编号
钢号
处理状态
显微组织
腐蚀剂
1
20
920℃水淬
板条M
4%***酒精
2
45
退火
F + P
4%***酒精
3
45
正火
F + P
4%***酒精
4
45
860℃油淬
M + B上+ T + F少
4%***酒精
5
45
860℃水淬
M
4%***酒精
6
45
780℃水淬
M + F
4%***酒精
7
T12
1000水淬+180℃回火
竹叶状M + Ar
4%***酒精
8
T12
780℃水淬
隐晶M+颗粒状Fe3C+Ar
4%***酒精
9
T12
780℃水淬+180℃回火
回火M + 颗粒状Fe3C
4%***酒精
10
T12
760℃球化退火
球状P
4%***酒精
11
45
860℃水淬低温回火
回火M
4%***酒精
12
45
860℃水淬中温回火
回火T
4%***酒精
13
45
860℃水淬高温回火
回火S
4%***酒精
三、实验原理、方法和手段
(一) 钢的热处理工艺:
钢的热处理基本工艺有退火、正火、淬火和回火。进行热处理时,加热是第一道工序,目的是为了得到奥氏体,因为钢的最终组织珠光体、贝氏体和马氏体都是由奥氏体转变来的。二是保温、目的使奥氏体均匀化。三是冷却,是改变组织和性能的重要因素。因此,正确选择三个基本因素是热处理成功的基本保证。
加热温度的选择
(1)退火加热温度:根据Fe-Fe3C相图确定。对亚共析钢,其加热温度为;共析钢和过共析钢加热至AC1+(20~30)℃(球化退火),目的是得到球状渗碳体,降低硬度,改善切削性能。
(2)正火加热温度:一般亚共析钢加热至AC3+(30~50)℃;过共析钢加热至+(30~50)℃,即加热到奥氏体单相区。
(3)淬火加热温度:一般亚共析钢加热至AC3+(30~50)℃,淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足(如低于AC3),则淬火组织中将出现铁素体,造成淬火后硬度不足;共析钢和过共析钢加热至AC1+(30~50)℃,淬火后的组织为陷晶马氏体与粒状二次渗碳体。未溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的耐摩性。的粒状二次渗碳体可提高钢的硬度和耐磨性。过高的加热温度(M),会因得到粗大的马氏体,过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性下降,脆性增加。
(4)回火温度:钢淬火后都要回火,回火温度决定于最终所要求的组织和性能(工厂中常常是根据硬度的要求)。按加热温度不同,回火可分为三类:
低温回火:在150~250℃回火,所得组织为回火马氏体,硬度约为HRC57-60,其目的是降低淬火应力,减少钢的脆性并保持钢的高硬度。一般用于切削工具、量具、滚动轴承以及渗碳和***化件。
中温回火:在350~500℃回火,所得组织为回火屈氏体,硬度约为HRC40-48,其目的是获得高的弹性极限,同时有高的韧性。因为它主要用于各种弹簧及热锻模。
高温回火:在500~650℃回火,所得组织为回火索氏体,硬度约为HRC25 -35,其目的是获得既有一定