文档介绍：工程材料碳钢热处理操作,组织观察和硬度测定实验报告《材料科学基础A2》实验指导书江苏科技大学材料机械与冶金学院 XX年6月实验1:碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定综合实验一、实验目的 、初步掌握布氏、洛氏硬度计的使用;; 、冷却速度、回火温度对钢性能的影响;。二、实验内容 ,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。后取出空冷。 1 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 ,并画出组织示意图。三、实验原理硬度计的原理 °的金刚石圆锥体作压头,以规定的试验力使其压入试样表面。试验时,先加初试验力,然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力,在保留初试验力的情况下,根据试样表面压痕深度,确定被测金属材料的洛氏硬度值。洛氏硬度值由h的大小确定,压入深度h越大,硬度越低;反之,则硬度越高。一般说来,按照人们习惯上的概念,数值越大,硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏硬度值,用符号HR表示。由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数,试验时一般由试验机指示器上直接读出。洛氏硬度的三种标尺中,以HRC应用最多,一般经淬火处理的钢或工具都采用HRC测量。在中等硬度情况下,洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间关系约为1:10,如40HRC相当于400HBS。如50HRC,表示用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内为有效。 :\250kg\3000kg等载荷把用一定直径的钢球或硬质合金球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与压痕面积之比值,即为布氏硬度值,单位为N/mm2。布氏硬度计适合测量铸铁等材料的工件。在钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观又方便。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。 :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+℃,目的是得到球状渗碳体,降低硬度,改善切削性能。正火加热温度:一般亚共析钢加热至AC3+℃;过共析钢加热至+℃,即加热到奥氏体单相区。淬火加热温度:一般亚共析钢加热至AC3+℃,淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足,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+℃,淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。未溶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,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。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。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氰化件。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强度、硬度、又有良好的冲击韧性的综合机械性能,常把淬火后经高温回火的处理称为调质处理,因此一般用于各种重要零件,如柴油机连杆螺栓、汽车半轴以及机床主轴等。 ,并完成组织转变,使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化,就必须在加热温度下保温一定时间,通常将钢件升温和保温所需的时间计算在一起,统称为加热时间。在具体生产条件下,工件加热时间与钢的成分、原始组织、工件几何形状和尺寸,加热介质、炉温、装炉方式等许多因素有关。对于本实验中箱式炉的碳钢,保温时间为:工件的有效加热厚度?1分钟/毫米。圆柱形试样有效加热厚度以直径计算,如果是盐浴炉则缩短1-2倍。合金钢加热时间要增加25-40%。回火时的加热、保温时间,应与回火温度结合起来考虑。一般来说,低温回火时,由于组织不稳定,内应力消除不充分,为了稳定组织、消除内应力,使零件在使用过程中性能与尺寸稳定,回