典型零件选材和热处理综合实验

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1、“典型零件选材和热处理综合实验”实验报告一、实验目的（1）加深理解零件选材与热处理工艺及合理编排之间的关系，较完整地掌握金属材料的内部组织、热处理工艺与性能的之间内在的关系；能根据对零件选材的工况要求，提出硬度要求，并制定较合理的热处理工艺。（2）根据实验要求，合理选用各种设备及正确的操作方法。二、实验原理零件选材应根据其应用的不同工况，除了考虑变形失效外，还要考虑该零件同时受到其他类型载荷时的失效形式，他们主要表现为：（1）轴类件的疲劳断裂、磨损失效；（2）齿轮类零件的齿面点蚀、齿面磨损和齿面塑性变形；（3）弹簧类零件的疲劳和冲击断裂；（4）工

2、具和模具类零件的磨损、局部崩刃和冲击断裂；（5）轴承类零件的接触磨损、疲劳点蚀、综合上述失效形式，必须对零件所选之材料，进行合理的热处理工艺编排，除了进行整体热处理强化，还可以进行表面或局部热处理强化，以及进行化学热处理等。因此零件应选择使用性能和工艺性能（如热处理工艺和加工工艺）兼备，并且性价比好的材料。回火后硬度与回火温度关系表材料回火后硬度(HRC)与回火温度（℃）关系淬火温度25~3030~3535~4040~4545~5050~5555~60>60（℃）35350300200<160850±1060Si2Mn62060055052047

3、0420380180860±1040Cr580510470420370200<160840±10GCr15680580530480420380270<180840±1042CrMo620580500400300180840±10T10580540490430380340250<200780±10三、实验装置及试件箱式电阻炉、硬度计、供选择的钢材试件、金相试样装置四、实验步骤1、选材根据下表所示的要求，将表中材料用于紧固螺钉、车床主轴、主轴箱齿轮、轴承滚柱、车厢板簧、冲模凸模、钢卷尺、手工锯条等几种零件的选材。试样序号材料牌号应用零件要求硬度/热处

4、理工艺热处理组织（HRC）135紧固螺钉、垫圈等40850℃水淬+340℃回火屈氏体235钢卷尺28850℃水淬+480℃回火索氏体355870℃油淬+300℃回火马氏体460Si2Mn车厢板簧等40870℃油淬+530℃回火屈氏体5弹性元件28870℃油淬+650℃回火索氏体650850℃油淬+300℃回火马氏体740Cr主轴箱齿轮、40850℃油淬+430℃回火屈氏体8曲轴等28850℃油淬+600℃回火索氏体962850℃油淬+200℃回火马氏体10GCr15轴承滚柱50850℃油淬+400℃回火屈氏体1140850℃油淬+500℃回火屈氏

5、体12大截面齿轮、53840℃油淬+300℃回火马氏体1342CrMo车床主轴等40840℃油淬+500℃回火屈氏体1431840℃油淬+650℃回火索氏体15手工锯条、锉刀、55780℃水淬+300℃回火马氏体16T10冲模凸模等40780℃水淬+460℃回火屈氏体根据本组人员数量，每人领取表中的一种金属试样，并确定其应用的零件及要求硬度。表内要求的硬度是为了便于试验而预设的，学生可根据自己的要求进行调整。表：各种金属材料的硬度要求2.制定热处理工艺1)根据铁碳合金状态图、C曲线和回火转变组织，查阅热处理工艺资料，制定所选材料的处理工艺参数，选

6、择热处理方法、设备和冷却方法、介质。2)测定该金属试样的原始硬度。3)根据对金属试样的硬度要求，制定合理的热处理工艺，并进行热处理操作。4)测定热处理后式样的硬度。五、实验结果实验内容热处理工艺热处理工艺热处理工艺试样序号/应用零件材料牌号要求硬度/HRC试验设备加热温度/℃保温时间/h冷却介质和参数热处理工艺参数制定依据原始显微组织组成物热处理后显微组织组成物测试硬度/HRC硬度误差产生的原因分析消除误差的措施主要制作零件和典型应用工况六、实验结果分析与讨论（1）有一CrWMn钢制作冷冲纪念币的上下模，其淬火温度应该是多少，为什么？其回火的组织

7、是什么，回火硬度大致是多少？淬火温度为800~830℃，因为CrWMn钢为过共析钢，其淬火温度应为Ac1以上30~50℃，但考虑到CrWMn钢中合金元素的作用，为了加速奥氏体化，淬火温度可偏高些，为Ac1以上50～100℃，而CrWMn的Ac1为750℃。为保持模具较高的硬度，采用低温回火，回火组织为回火马氏体，硬度大致为60~64HRC。（2）实验室现有一45钢制作的轴类零件，其要求硬度为45~48HRC。试回答：1)写出其加工工艺路线；下料→锻造→正火→粗加工→调质→精车→表面淬火、低温回火→磨削→成品2)制定预先热处理和终了热处理的工艺，确

8、定热处理工艺参数；预先热处理为正火，温度860℃；终了热处理为低温回火，温度200℃。3)写出各道热处理的目的和热处理前后的组织。热处理