钢的热处理实验报告

一、 实验目的

1、了解热处理对材料性能的影响

2、了解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响

3、了解用显微镜观察金相的制样过程

二、仪器材料

箱式电炉（SX2-4-10、SX-4-10）、硬度测试仪（HR-150A）、30钢、T10钢、砂轮（砂纸）

三、实验过程

1）、金相的制备

将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光，去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。

2）、钢的热处理淬火和正火

钢的淬火：   淬火就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临 ），以获得马氏体组织。钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。

步骤为：加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较，一律用洛氏硬度测定）；再将试样放入箱式电炉中，T10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟；然后迅速在水中冷却，并不断搅拌。将淬火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值（HRC）填入表1中。

钢的正火：钢加热到Ac3 （亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃以上，保温适当时间后，在自由流动的空气中冷却的热处理工艺。

步骤为：加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较，一律用洛氏硬度测定）。再将试样放入箱式电炉中，T10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟，后在空气中缓慢冷却。将正火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值（HRC）填入表2中。

四、结果及讨论

1、为什么淬火处理后的硬度值比正火处理后的高？

答：因为淬火冷却速度比正火冷却速度快，由过冷奥氏体的连续冷却转变图像可知淬火后得到的是马氏体组织，而正火后得到的组织主要是珠光体。马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体的位错滑移阻力增大，从而硬度提高。

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金属材料的热处理实验报告

试验项目：45钢淬火及回火前后硬度测量

班级：机械一班

组长：林文文    学号：201006040112

组员：竹凌东          201006040111

陈林            201006040113

陈书尚          201006040114

指导老师：杨兰英

试验日期：20##年12月八日

45号钢的热处理

一、试验目的

1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2.了解洛氏硬度试验机的主要结构及其操作方法。
3.初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系。

4.分析淬火温度的选择对刚性能的影响。

5.研究冷却条件刚性能的关系。

二、实验仪器及材料
1.HR—150A型洛氏硬度试验机。
2.试样:Φ20×10mm 45钢。

3.加热炉。

4.磨砂纸

5．冷却液：水（20ºC左右）。

HR-150A型洛氏硬度计主要零部件

1.机身 2.加荷手柄 3.升降手把4.手轮5.丝杠保护套（内有丝杠）6.待测试件7主轴

8.小杠杆9.大杠杆10.调整块11.定位标记12.吊环13.螺钉14.砝码变换器15.砝码

16.油针17.油毡18.后盖19.缓冲器20.卸荷手柄21.压头22.上盖23.指示表

24变荷手柄25.工作台

三、        实验原理

热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求淬火与回火。

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实验报告

课程名称： 材料科学基础2实验       指导老师：           成绩：              

实验名称：铸钢件的制备热处理及性能与显微组织检测实验类型：     同组学生姓名：              

一、实验目的和要求（必填） 

三、主要仪器设备（必填）

五、实验数据记录和处理

七、讨论、心得

二、实验内容和原理（必填）

四、操作方法和实验步骤

六、实验结果与分析（必填）

一、实验目的

1、了解铸钢件制备技术

2、了解铸钢件热处理工艺

3、了解铸钢件的性能指标及检测方法

4、掌握金相试样制备方法并了解普通碳钢的金相显微组织

二、实验原理

（一）铸钢的熔炼

1、电弧炉熔炼

电弧炉熔炼可采用电弧加热，金属炉料在电弧高温下发热、熔化、过热。电弧炉熔炼工艺可分为熔化期、氧化期和还原期。熔化期主要任务是熔化金属材料，并通过造渣来除去钢液中的一部分磷；氧化期的主要任务是提高钢液温度，去除钢液中的气体以及夹杂物。脱硫，在氧化期中往钢液中加入铁矿并吹氧，钢液中的碳与矿山或氧气的氧化反应生成大量一氧化碳气泡，气泡上浮过程中吸收钢液中的气体以及夹杂物并上浮至钢液表面进入炉渣，达到精炼钢液的目的。氧化期中还需要加入石灰石造渣，其目的是除去钢液中的有害元素硫；还原期的主要任务是脱氧、调整成分，由于氧化期中加入了大量的铁矿石并吹氧，钢液中的氧化铁含量急剧增加，氧化期结束时，钢液中含氧量很高，为了保证钢液质量，必须对钢液进行脱氢处理。还原其脱氧工艺主要以扩散脱氧为主，扩散脱氧的主要原理是降低钢液表面炉渣的氧化铁含量，使钢液中的氧向炉渣扩散，从而降低钢液的含氧量。

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材料成分和热处理工艺对钢组织与性能的影响

一、实验目的

1. 了解热处理设备和几种热处理工艺（正火，回火，淬火）的实际操作。

2. 了解材料成分、热处理工艺、组织和性能之间的关系。

3. 熟悉冷却条件对钢组织与性能的影响。

4. 初步熟悉洛氏硬度计的使用方法。

5. 利用金相显微镜观察钢组织。

二、实验原理

钢的淬火：钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

钢的淬火有三个重要的影响因素：加热温度，保温时间，冷却速度。

加热温度：

亚共析钢加热温度为Ac3温度以上30～50℃。高温下钢的状态处在单相奥氏体(A)区内，故称为完全淬火。如亚共析钢加热温度高于Ac1、低于Ac3温度，则高温下部分先共析铁素体未完全转变成奥氏体，即为不完全(或亚临界)淬火。过共析钢淬火温度为Ac1温度以上30～50℃，这温度范围处于奥氏体与渗碳体(A+C)双相区。因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织。

淬火保温：

淬火保温时间 由设备加热方式、零件尺寸、钢的成分、装炉量和设备功率等多种因素确定。对整体淬火而言，保温的目的是使工件内部温度均匀趋于一致。对各类淬火，其保温时间最终取决于在要求淬火的区域获得良好的淬火加热组织。加热与保温是影响淬火质量的重要环节，奥氏体化获得的组织状态直接影响淬火后的性能。-般钢件奥氏体晶粒控制在5～8级。

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实验名称   硬度试验 

一、实验目的

二、实验原理与内容

三、实验设备与实验材料

四、实验记录与处理

五、实验结果分析

六、实验总结

实验名称  金相显微镜的使用及金相试样的制备

一、实验目的

二、实验原理与内容

三、实验设备与实验材料

四、简述金相试样的制备过程

五、实验结果（在下边圆内画出金相显微组织示意图的两个视场）

六、实验总结

实验名称  铁碳合金平衡组织的显微分析 

一、实验目的

二、实验原理与内容

三、实验设备与实验材料

四、实验结果（在下边圆内画出金相显微组织示意图,并将组织组成物名称以箭头引出标明）

材料名称                   

含碳量                 

浸蚀剂                 

放大倍数               

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热处理实验报告要求

1、要求每一位同学独立完成自己的实验报告，禁止抄袭。

2、书写实验报告具体要求：

封面： 实验室名称： 金属材料试验室

实验课程名称： ［对应的理论课名称］

实验项目名称： 热处理试验

第二页：

一、试验目的 ［参阅实验指导书］

二、实验原理 ［参阅实验指导书］

三、使用仪器、材料 （箱式电阻炉、水桶、45号钢：Φ16X25试样） 第三页：

四、实验步骤：

①、淬火前硬度测定（具体数据）。

②、依据什么条件选定淬火加热温度及保温时间。

③、出炉冷却方法。

④、淬火后硬度测定。

⑤、（调质处理：）回火加热温度、保温时间确定及冷却方法。

⑥、回火后硬度测定。

五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）

［誊写原始记录单上所有的表格实验数据］

第四页：六、实验结果及分析

①、根据铁碳合金相图分析45号钢从高温液相状态缓慢冷却到常温状 态过程中各个温度段组织构成情况。

②、淬火前45号钢是什么组织构成情况（参阅金相试验中的挂图），测 定的硬度多少？从组织构成情况分析原因：是什么组织导致试样硬 度值低。

③、根据什么制定45号钢淬火加热温度、如何确定保温时间？（冷却方 式）水冷与临界冷却速度有何关系？

④、淬火后是什么组织构成情况？测定的硬度多少？从组织构成情况分 析硬度值高的原因（参阅教材说明）。

⑤、回火加热温度及保温时间确定过程（参阅实验指导书），测定的硬 度多少？组织构成情况如何？从组织构成情况分析硬度低于淬火 后硬度的原因（参阅教材说明）。

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金属热处理实验报告

张金垚

41030165

材控102班

热处理实验报告（T8钢300℃回火）

七、总结报告

通过此次实验，我对淬火和回火两种热处理工艺的了解更深一步，同时，也增加了我磨样的能力，懂得试样表面要磨到什么程度进行抛光，抛光到什么程度可以侵蚀。使我能够将理论和实践有效的结合起来。

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