文档介绍：碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定一、 实验目的1、 了解碳钢的热处理操作;2、 研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响;3、 观察热处理后钢的组织及其变化;4、 了解硬度计的原理,初步掌握洛氏换度计的使用。二、 实验内容1•钢的热处理工艺钢的热处理就是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其內部组织,而获得所需性能的一种加工工艺。普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。钢加热到一定温度保温后缓慢冷却(通常随炉冷却)至500°C以下空冷叫退火,得到接近平衡态的组织。奥氏体化的钢在空气中冷却叫正火,得到先共析钢铁素体(或渗碳体)加伪珠光体。过冷奥氏体快冷(大于临界冷速)叫淬火,得到马氏体组织。淬火钢再加热到A1以下会发生回火转变,随回火温度的升高分别得到回火马氏体,回火屈氏体和回火索氏体。淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上,保温后放入放入各种不同的冷却介质中快速冷却,以获得马氏体组织的热处理操作。钢件,特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体组织时,材质硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂;一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度,甚至开裂。因此钢件淬火后必须立即进行回火处理。加热温度的选择(1)淬火加热温度:根据Fe-Fe3C相图确定,如图1一1所示。对亚共析钢,其加热温度为Ac3十30~50°C,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索体,造成淬火后硕度不足。对于共析钢、过共析钢其加热温度为Acl+30〜50°C,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以提高钢的硬度和耐磨性。过高的加热温度(如高于Acm),会因得到粗大的马氏体,过多的残余A而导致硬度和耐磨性的下降,脆性增加。(2)回火温度:回火温度决定于要求的组织及性能。按加热温度不同,回火可分为三类:低温回火:在150〜250°C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髙硬度。一般用于切削工具、量具、滚动轴承以及渗碳和氧化件。中温回火:在350^500°C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。因此它主要用于各种弹簧及热锻模。高温回火:在500-650°C回火,所得组织为回火索氏体,硬度约为HRC2齐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力调质处理,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。保温时间的确定为了使钢件内外各部分温度均匀一•致,并完成组织转变,使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化,就必须在淬火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,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。对于碳钢件,放进预先巳加热至规定淬火温度的炉内加热,如果是火焰炉、电炉所需加热及保温时间大约为1分钟/毫米直径,如果是盐浴炉则缩短1一2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,由于所得组织