碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验

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1、碳钢热处理后的纽•织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。2、T解热处理工艺对钢纟11织和性能的影响。3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。4、了解洛氏映度试验机的主要结构及操作方法。5、掌握金属就微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。2、热处理后的试件进行硬度测试。3、热处理厉的试样进行组织观察分析和比较。三、实验设备的使用和注意事项（一）破度计的原理、使丿IJ和注意事项金属的换度可以认为是金属材料表面在接触应力作川下的抵抗塑性变形的一种能力，更度测量

2、能够验出金属材料软硬程度的数量概念。山于在金属表而以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量須变抗力、犁变强化能力以及人最形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生犁•性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强度指标ob及塑性指标W和6）之间有着一淀的内在联系，所以从某种意义上说硬度的人小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。硕度的试验方法很多，在机械工业中广泛釆用压入法来测定硬度。压入法硕度试验的主要特点是：（1）试验吋应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），凶而不论是

3、塑性材料述是脆性材料均能发生犁性变形。（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：ab=KHB式中：ob——材料的抗拉强度值HB——布氏破度值K——系数退火状态的碳钢K二0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K二0.33~0.53（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。（4）駛度测定后山于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。（5）设备简单，操作迅速方便。1、洛氏硕度试验的皋木原理洛氏硬度试验是施

4、加一定人小的载荷P,将直径为D的钢球压入被测金属的表面保持一定时间，然后卸下载荷，根据钢球压痕深度来确定硬度指标。其试验原理如图1-3所示。mi3洛氏硬度试验所用压头有两种：一种是顶角为120。的金钢石圆锥，另一种是总径为1/16"（1.588mm）的淬火钢球。根据金属材料软破程度不一，可选川不同的压头和载荷配合使川,最常川的是HRA、HRB和HRC。这三种洛氏换度的压头、负荷及使川范围见。洛氏破度测定时，需要先后两次施加载荷（预载荷和主载荷），预加载荷的口的是使压头与试样表而接触良好，以保证测量结果准确。图中0—0位置为未加载荷时的压头位置，1-1位置为加上lOKgf预加载荷后

5、的位置，此时压入深度为hl,2—2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2,h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，卸除主载荷后，由于弹性变形恢复而稍提高到3—3位置，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h二h3—hl）來表示。但这样直接以压入深度的大小表示硬度，将会出现破的金属便度值小，而软的金属《更度大的现象，这与布氏硬度所标志的硬度大小的概念相才厉。为了与习惯上数值越大映度越高的概念相一致，采用一常数（K）减去（h3—hl）来表示硕度值。为简便起见乂规定每0.002mm压入深度作为一个换度单位（即刻度盘上一小格）。表1洛氏硬度的试验

6、规范符号压头员荷（k或〉硬度值有效范围使用范围HRA120°金刚石圆锥60>70适用测童硕度质合金、表面淬火层、渗験层HRB1/16"钢球10025-100适用测童有色金属、退火及正火钢HRC120。金钢石圆锥1502367适用测重调质钢、淬火钢2、洛氏硕度试验机的结构、操作和使用要求：（DHR-150A型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图1-4所示，其主要部分及作用如下:•门4HlOOWfm氏・—I■示H;I-«x&Y拜比e-

7、，在机体前而安装有不同形状的工作台，通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。（B）加载机构：由加载杠杆（横杆）及挂車架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷传至压头而压入试样，借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。（C）千分表指示盘：通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图1-5所示）。rai-5洛氏wtm示矗（2）操作规程如下：（A）根据试样预期硬度按表1确定压头和载荷，并装入试验机。（B）将符合耍求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮机，使试样与压头缓慢接触，直至表盘