GCr15热处理工艺试验方案.doc

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1、材料科学与工程学院“综合实验”总结报告题目GCr15热处理工艺探究院系材料科学与工程专业金属材料科学年级2009学生姓名谭政指导教师杨凯军2012年10月（一）GCr15化学成分（%）：C：0.95-1.05Mn：0.25-0.45Si：0.15-0.35S：<=0.025P:<=0.025Cr:1.40-1.65Mo:≤0.10Ni:≤0.30Cu:≤0.25Ni+Cu≤0.50（GB/T18254-2002）；临界温度：Ac1：745℃Ac3：900℃Ar1：700℃铸态组织及性能：其铸态组织为等轴细层状珠光体，层间距约为85nm油淬得到马氏体片层间距0.35um，其硬度随着回火温度的升

2、高而降低，这与回火中ε碳化物的析出及长大有关。GCr15具有肩高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度，解除疲劳强度高，有良好的尺寸稳定性和抗蚀性，冷变形塑性适中，切削性能一般，焊接性差，存在第一类回火脆性，可作滚动轴承钢也可作承受大负荷，要求高耐磨性，高弹性极限，高接触疲劳强度的气压机械零件及各种精密量具冷冲模等，如：机床的滚珠、丝杆、涡轮喷气发动机喷嘴的喷口、柱塞、活门、衬套等。（二）热处理工艺热处理：是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。1．正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定

3、时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。　2．退火：将工件加热至AC1或AC3温度以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。一类是：在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火，又称为相变重结晶退火，包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火（均匀化退火）等；另一类是：在临界温度以下的退火，包括再结晶退火及去应力退火。a：完全退火和等温退火　　完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。这种退火主要

4、用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。　　b：球化退火　　球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。　c：去应力退火　　去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。　　d：.不完全退火将钢加热至Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~ACcm(过共析钢

5、)之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。1．淬火：指将钢件加热到Ac3或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。2．回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。（一）低温回火（150－250度）：低温回火所得组织为回

6、火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。　　（二）中温回火（250－500度）:中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高回火的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。因此，它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。　　（三）高温回火（500－650度）:高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。因此，广泛用于

7、汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。5.调质处理（quenchingandtempering）：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的