工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告.doc

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1、工程材料综合实验处理报告单位：过程装备与控制工程10-1班实验者:侯鹏飞学号胡兴文学号李东升学号【实验名称】工程材料综合实验【实验目的】运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。 通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的仪器和设备： 1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能

2、之间的相互关系； 3、了解碳钢的热处理操作； 4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化； 6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。【实验材料及设备】1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等； 3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10）【实验内容】三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 1、设

3、计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）。做实验前完成。样品加热温度保温时间冷却方式20#880℃25min空冷45#淬火880℃高温回火600℃淬火25min高温回火25min水冷T10900℃30min水冷2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。样品20#45#T10硬度HRB50HRC20HR633、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。样品成分组织性能20#马氏体F+P冲压性与焊接性良好45#马氏体F+P经热处理后可获得良好的综合机械性能

4、T10马氏体+奥氏体P+Fe3CII硬度高，韧性适中【实验步骤】1、观察平衡组织并测硬度： （1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2）观察并拍摄显微组织； （3）测试硬度。 2、进行热处理。 3、观察热处理后的组织并测硬度： （1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2）观察并拍摄显微组织。 【实验处理】1、三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；样品显微组织性能（硬度）20#白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体(F+P)冲压性与焊接性良好45#灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界

5、析出白色条状铁素体。(F+P)经热处理后可获得良好的综合机械性能T10组织为珠光体和二次渗碳体(P+Fe3CII)硬度高，韧性适中2、三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；样品显微组织性能（硬度）20#白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体(F+P)冲压性与焊接性良好45#灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析出白色条状铁素体。(F+P)经热处理后可获得良好的综合机械性能T10组织为珠光体和二次渗碳体(P+Fe3CII)硬度高，韧性适中3、总结出碳钢成分—组织—性能—应用之间的关系；样品成分组织性

6、能应用20#W(C)=0.20%F+P冲压性与焊接性良好冲压件及焊接件，经过热处理(如渗碳)也可以制造轴，销等零件。45#W(C)=0.45%F+P经热处理后可获得良好的综合机械性能齿轮，轴类，套筒等T10W(C)=1.0%P+Fe3CⅡ优质钢，硬度高，韧性适中钻头，刨刀，丝锥，手锯条等刃具及冷作模具等。4、采集出所观察显微组织示照片，并注明材料名称、含碳量、浸蚀剂和放大倍数，并将组成物名称以箭头引出标明； 珠光体铁素体铁素体珠光体图1工业纯铁﹛ω（C）≤0.0218%(×400)﹜图2工业纯铁﹛ω（C）≤

7、0.0218%(×400)﹜珠光体铁素体铁素体珠光体图3亚共析钢﹛0.0218%≤ω（C）≤0.77%(×400)﹜图420#钢﹛ω（C）=0.2%，正火处理（加热至900后空冷）（×400）﹜铁素体莱氏体一次渗碳体珠光体图5共析钢﹛调质处理ω（C）=0.8%（×400）﹜图6过共析钢﹛0.8%≤ω（C）≤2.06%（×400﹜珠光体二次渗碳体共晶渗碳体珠光体图7亚共晶白口铸铁﹛2.06%≤ω（C）≤4.3%（×400）﹜图8共晶白口铸铁﹛ω（C）=4.3%（×400）}珠光体二次渗碳体图9过共析钢﹛4.3

8、％ω（C）≤6．69％（×400）﹜5、每个学生做一种热处理试样（20＃钢、45＃钢、T10钢），三人为一小组，实验数据共享。完成实验后，要对实验结果进行认真分析，进行讨论，最后写出详细的实验报告 从以下几点进行分析讨论： （1）三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同； （2）每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度）的异同； （3）总结出碳钢成分—组织—性能—应用之间的关系。20#钢实验者：侯鹏飞碳质