材料工程实验报告

《材料工程实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、法东）CHINAUNIVERSITYOFPEFROLEUM材料工程综合实验报告材控11-2班小组成员学号碳钢的热处理操作、非平衡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，初步掌握洛氏硬度计的使用。二、实验内容概述1.钢的热处理热处理是将钢加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后以一定速度冷却下来的操作,通过这样的工艺过程钢的组织和性能将发生改变。通常加热、保温的目的是为了得到成分均匀的细小的奥氏体晶粒，亚共

2、析碳钢的完全退火、正火、淬火的加热温度范围是AC3+3O〜5（TC,过共析钢的球化退火及淬火加热温度是AC1+30〜50°C,过共析钢的正火温度是ACcm+30〜50°C,保温时间根据钢种，工件尺寸大小，炉子加热类型等由经验公式决定。碳钢的过冷奥氏体在Acl〜550°C范围内发生珠光体转变，形成片状铁素体和渗碳体的机械混合物。依据片层厚薄的不同有粗片状珠光体（P）,细八状珠光体一一索氏体（S）和极细片状珠光体一一屈氏体（T）之分。硬度随片距的减小（转变温度的降低）而升高。碳钢的过冷奥氏体在550〜350°C之间发生贝氏体转变，生成由平行

3、铁素体条和条间短杆状渗碳体构成的上W氏体（B上）。在光学显微镜下呈黑色羽毛状特征。过冷奥氏体在350°C〜Ms之间等温得到黑色针状的下W氏体（B下），它是由针状铁素体和其上规则分布的细小片状碳化物组成。过冷奥氏体以超过临界速度的快冷至Ms以T温度，将发生马氏体转变，生成碳在a-Fe屮的过饱和固硝体一一马氏体。常见的有板条马氏体（碳＜0.2%）、针（片）状（碳〉1.0%）马氏体以及由它们构成的混合组织（碳为0.2%〜1.0%）。随转变温度的降低钢的硬度升高。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

4、）至5oo6c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。过冷奥氐体快冷（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M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。随冷却速度增加，钢的硬度升高。硬度是指材料对另一•更硬物体（钢球或金刚石压头）压入其表面所表现的抵抗力。硬度的大小对于工件的使用性能及寿命具有决定性意义。由于测W:的方法不同常用的硬度指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）和显微硬度（HV）。布

5、氏硬度适用于硬度较低的金属，如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的硬度测定。洛氏硬度又有HRA、HRB、HRC三种，其巾HRC适合于测定硬度较高的金属如淬火钢的硬度。维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏硝确，W以测定从极软到极硬的各种材料的硬度，但测定过程比较麻烦。显微硬度用于测定显微组织中各种微小区域的硬度，实质就是小负荷K9.8N）的维氏硬度试骑，也用HV表示。2.试样制备.要在金相显微镜下对金属的组织进行观察和摄影，必须制备平整、光亮、清洁、无划痕、并用适当的方法显示出真实组织的试样。本实验采用：(1)手工磨样试样在金相砂纸上由祖到细磨

6、制。磨样时用力均匀，待磨而上旧磨痕消失，新磨痕均匀一致时就更换细一号的砂纸，并且试样转90o再磨。一般磨制到4号(粒度800)砂纸即可。(2)抛光本实验采用化学抛光与机械抛光相结合的方法。PG-2金相制样抛光机化学抛光：靠化学药剂对试样表而不均匀硝解而得到光亮的抛光而，凸起部分硝解速度快，而門下部分硝解速度慢。具体操作是用竹筷夹住浸有抛光剂的棉球均匀的擦试磨面，待磨痕基本去掉后，立即用水冲洗。机械抛光：在专用的抛光机上进行，抛光织物(如呢料、金丝绒等)固定在抛光盘上，洒以抛光粉悬浮硝，试样轻压于旋转的抛光盘上。靠嵌于抛光织物屮的抛光粉的

7、磨削作用和滚压作用，得到平整、光亮无划痕的磨面。(3)化学浸蚀试样在浸蚀剂作用下，组织中电位低的部分为阳极，电位高的部分为阴极，低电位处于硝解较快而呈现凹陷从而显示出组织特征。碳钢常用3〜4%硝硝硝硝硝硝浸蚀。1.观察金相显微组织.三、实验仪器设备箱式电炉、硬度计、抛光机、金相显微镜、图像采集系统实验内容与操作1、钢的热处理每人领一块试样，要求制定工艺进行热处理，编号，测定硬度，并且把结果记录与表中。20#钢：准备做螺钉、螺栓，但它的切削性能不好，不便于加工，为了便于加工，请同学们设计热处理工艺。45#钢：做曲轴、齿轮，要有4好的综合机

8、械性能，请同学们设计热处理工艺。T10钢：做车道、钻头等，，请同学们设计热处理工艺。2、试样热处理后的试样手工磨制—水洗->机械抛光—水洗->浸蚀->水洗->滴洒精->吹干。3、组织观察与S微摄影制好的试样