文档介绍：碳钢的热处理实验指导书一、实验目的通过观察不同的加热温度对碳钢的淬火组织和性能的影响,进一步了解碳钢淬火温度的选定原则,并加深对铁碳状态阁的认识和理解。通过测定机械性能,进一步了解冷却速度对碳钢组织和性能的影响。通过测定机械性能,进一步了解回火对淬火碳钢的组织和性能的影响,并进一步理解淬火碳钢在回火过程中组织转变和性能变化的规律。二、实验原理碳钢的热处理一般有淬火、回火、退火、正火四种方法。不同的热处理方法使碳钢获得不同的组织和性能;同一种热处理方法,当采用不同的热处理工艺参数时,碳钢所获得的组织和性能也不相同。(一)碳钢的淬火淬火是将钢加热到临界点Aq或上某一温度,经过适当保温后,快速冷却,以得到马氏体组织,从而显著提高碳钢的强度和硬度。加热温度、加热保温时间和冷却速度是影响淬火质量的重耍工艺参数。亚共析钢淬火时,要加热到以上30〜50°C,经适当保温后,得到均匀细小的奥氏体。当在水中快冷时,就会得到均匀细小的条状、片状马氏体,还有少量残余奥氏体。如果加热温度过高,会得到粗大的奥氏体晶粒,淬火后得到的马氏体晶粒也粗大。粗大的马氏体组织使钢的韧性下降,具有这种组织的零件或工模具在工作过程中容易发生脆断现象。如果加热温度在Aq〜Ac3之间,则碳钢的高温组织为奥氏体加铁素体,淬火冷却后的组织为马氏体加铁素体。由于铁素体的存在,显著减小了钢的强化效果。淬火的过热组织和欠热组织都是因淬火温度选择不当形成的。过共析钢的淬火温度为Ac,+(30〜50°C),此时得到细小的奥氏体加未溶的颗粒状二次渗碳体。淬火冷却后的组织为马氏体加渗碳体,也有少量残余奥氏体。如果淬火温度选在以上,则钢中二次渗碳体全部溶入奥氏体。淬火冷却后,除得到粗大的片状马氏体以外,还会得到较多的残余奥氏体。与中的组织比较,作为强化相的未溶渗碳体没有了,而硬度低的残余奥氏体增多了。所以过共析钢的过热淬火组织的硬度、耐磨性和韧性都不如正常淬火。对于共析钢,其正常淬火温度显然是Ac,+(30〜50°C)。表3中列出了本实验所用碳钢的临界点,可供分析淬火温度时参考。钢号临界点(近似值),°CAcx4072479045724780T10730800T12730820表4碳钢在箱式电阻炉中的加热保温总时间加热温度,°C加热保温总时间,(奥氏体)充分转变,并使其具有均匀的碳浓度,碳钢加热到淬火温度后,还应有一定的保温时间。在实验室中,通常是将加热炉升温到淬火温度,然后向炉内装入试样进行加热。当试样升温至于炉温(即淬火温度)相同时,即进入保温阶段。保温时间与试样的有效尺寸(直径或厚度)有关。表4中列出了在箱式电阻炉中加热试样的加热保温总时间。所谓“总时间”,即试样自装炉到出炉的总时间。如果装炉试样较多,可能出现试样的互相接触甚至堆集情况时,应适当延长加热保温总时间。冷却速度是碳钢淬火过程中极重耍的工艺规范。冷却速度不同,奥氏体的转变产物也不同。由阁31可以看出,水冷时的冷却速度大于临界冷却速度冷却后得到马氏体组织,硬度最高;在油中冷却时,得到马氏体加屈氏体混合组织,其淬火硬度比水冷试样的淬火硬度低一些;当冷却是在空气或炉中进行时,奥氏体则完全分解为索氏体或珠