文档介绍：《机械工程材料》 综合性开放性设计性实验
一实验目的
二实验条件
三实验内容及步骤
四实验报告要求
五实验内容简述
六硬度试验简述
七金相试样制备简述
八光学金相显微镜简述
11/11/2017
一实验目的
本次实验是一次综合性、开放性、设计性的实验。要求运用已学过的《机械工程材料》基本理论知识并参考相关资料,依据设定的零件的结构形状、尺寸及力学性能指标进行综合分析后,进行正确选材;制订合理的热处理工艺规范和实施路线;选择热处理加热设备;检测试样的硬度;并要求亲自动手、独立完成热处理操作、试样制备、组织观察与分析等过程。以达到提高学生的分析问题和解决问题及实际动手的能力;了解并初步掌握依据零件的结构形状、尺寸及其力学性能要求进行正确选材、制定热处理工艺规范的一般原则以及金属材料的化学成分、热处理工艺、显微组织与力学性能之间的关系。
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二实验条件
1)连杆螺栓(图1):30~38HRC(263~322HBS);2)滚动轴承套圈:61~65HRC;3)手工锯条:60~62HRC;4)手工丝锥(图2): 齿部60~62HRC、柄部30~45HRC;5)机用板牙(图3): 59~63HRC;6)汽车半轴(图4): 杆部37~44HRC,盘部外圆24~34HRC;7)机床变速箱齿轮(m=4,图5):齿部45~58HRC,其余部位30~42HRC;8)活塞销(图6):表面硬度59-62HRC,心部硬度24~30HRC;9)Ф20mm冷冲头(图7):最终热处理后的硬度见图7所示。10)汽车板簧(图8:)41~45HRC。(详细内容见实验指导书)
(一)机械零件及其性能指标:
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二实验条件
(二)、实验材料及仪器设备
实验材料:45钢、T10A钢、20Cr、9SiCr、Q235、60Si2Mn、20CrMnTi钢等。
仪器设备:高、中、低温箱式电阻炉及其相应的炉温测控仪表;淬火用油、水及其桶;洛氏、布氏硬度计;装出炉用的铁钳或钩子;制备金相试样所需的成套设备、金相砂纸和浸蚀剂;观察金相显微组织用的台式光学金相显微镜等。
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三实验内容及步骤
按下述实验内容及步骤进行:
;进行选材及其分析;拟订零件的生产工艺流程、热处理工艺规范并对其进行理论分析和讨论;选择热处理加热设备及工装夹具;该零件常见的热处理缺陷及其预防措施;零件热处理后的质量检验方法、步骤及其注意事项等。上述内容以书面小论文的形式完成后,交指导教师进行审阅,批改后方可具体实施。
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三实验内容及步骤
,以班为单位进入实验室。在指导教师的带领下了解、熟悉与本实验有关的各种设备、仪器仪表的结构、功能及其操作规程和注意事项。
(实验楼2楼)后,按本人拟定的热处理工艺规范及实施路线进行操作。对每道热处理工序处理后的试样进行硬度检测(一般每个试样上只少打三点,取其平均值作为其有效值)。
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三实验内容及步骤
,方可到试样制备室
(实验楼9楼15号房间)将其制备成金相试样。随后在台式光学显微镜上进行显微组织观察与分析,同时画出其组织形貌特征示意图,并在图旁注明材料名称、热处理状态、显微组织和浸蚀剂名称以及放大倍数。
,并提出预防或解决的措施。
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四实验报告要求
详见电子实验报告
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五实验内容简述
(一)材料成分—工艺—组织—性能之间的关系
制订合理的热处理工艺是依据产品零件的工作性能要求、结构形状尺寸、材料的成分(即钢的临界相变点)、热处理加热设备及其功率的大小、装炉方式、装炉量的大小等。通过热处理工艺的实施来达到合理的组织匹配,从而满足零部件的使用性能要求。
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五实验内容简述
(二)机械零件用钢选择
机械零件的服役条件及其使用性能要求;机械零件的结构、形状、尺寸及其精度要求;材料的冷热加工工艺性能及其经济性。
1)汽车变速箱二轴的二、三档齿轮
受力条件分析→使用性能要求→材料选择
下料→锻造→预先热处理(正火)→硬度检测→机加工(如车、铣等)→渗碳、淬火+低温回火→清洗→硬度、变形量等项的检测→机加工(如磨等)→包装入库。
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