14金属热处理实验指导书

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1、1.4材料固态相变及其组织结构综合实验木实验共12学时，其中材料热处理4学时，材料试样制备4学时，材料组织结构分析及图象处理4学时。实验内容分两部分说明，第一部分为材料固态相变；第二部分为材料组织结构分析及相关内容。第一部分金属热处理实验指导书实验目的1•了解不同材料的热处理工艺。2.了解不同热处理工艺对材料硬度和拉伸性能的影响。3.学会使用热处理设备和硬度计。4.掌握各种热处理操作。二.自选实验内容下表为自选实验内容，每个实验小组任选A,B,C屮的一项，按照表格中的要求进行试验。硬度一栏山HRC为洛氏硬度，为布氏硬度，拉仲性能一•栏中，斜线为不进行拉伸性能

2、试验。实验内容选项材料热处理工艺W：（HRC、HB）拉伸愉:A45钢（碳素结构钢）淬火：850°C（AG以上）保温20分水冷/淬火：750°C（AG〜ACs）保温20分水冷/淬火：850°C（AC3以上）保温20分油冷/未经热处理（供材状态）淬火：850°C（AG以上）保温20分水冷回火：600°C（AG以下）保温40分空冷BZM6（嘶铸造状态固溶处理：530°C保温12小时空冷吋效处理：200°C保温12小时空冷H62（铜锌合金）未经热处理（供材状态）退火处理：65O°C保温1.5小时空冷C3Crl3（马氏林锈钢）未经热处理（供材状态）淬火：950°C保温

3、1小时空冷回火：250°C保温1小时空冷lCrl8Ni9Ti（奥氏体不锈钢）未经热处理/固溶处理:1050°C保温1小时空冷稳定化处理：850°C保温2小时空冷/三.试验说明以下对A,B,C选项分别说明1.选项A45钢为普通碳素结构钢，常用于小型工程和小型机器制造构件。如：小型屋架，小型机器上的轴承等。使用中，要求材料具有良好的综合机械性能，即较高的韧性和一定的强度、硬度。获得以上性能的热处理工艺是淬火后高温回火。图2碳钢冷却曲线碳钢的淬火温度可按Fe-Fe3C状态图来确定见图1。对于亚共析钢，淬火加热温度应在AC3以上30〜50°Co如果在ACi〜AC3Z

4、间某一温度加热，淬火后钢屮有铁索体存在，而不能获得高的硬度。淬火加热的保温时间必须保证钢件内外温度一致及相变完全进行，时间的长短主要根据钢的种类、钢件的大小、形状，加热温度的高低及采用什么类型的加热炉來确定。具体要求叮查阅热处理手册。碳钢的淬火必须采用水冷才能获得马氏体组织。如图2所示，若在汕中冷却，其冷速小于临界冷却速度，部分奥氏体转变成屈氏体组织（更细的珠光体），淬火后钢的硬度仍然不足。图1Fe-Fe3C状态图的一角淬火后回火是赋予钢以最后性能的热处理，一般情况下，随着回火温度的提高，淬火钢的硕度下降，韧性增加。低温回火后为回火马氏体组织，淬火应力的消除

5、不多，故硕度略有降低，韧性略有提高。屮温回火后为回火屈氏休组织，此时硬度的降低及韧性的提高比较显著。只有经过高温回火，获得索氏体组织后，因基本上消除了淬火应力，这时，韧性才大幅度提高，皱度和强度则继续下降。按照选项A的实验内容①做出单相区加热淬火和两相区加热淬火后硬度的比较。②做出单相区加热淬火水冷和单相区加热淬火油冷硬度的比较。③做出未经热处理和经过淬火高温冋火后硕度和拉伸性能的比较。2.选项B1)ZM6合金ZM6合金是以枚为主要元索的高强耐热镁合金，常用于制造直升机发动机后减速机匣，飞机机翼翼肋和液压恒速装置支架以及30万KW汽轮发电机的转子引线压板等另

6、件，并可广泛用來制作各种受力构件。ZM6合金的化7成分见下表：化学成分(％)牌号代号技术标准REZnZrCuNi朵质总量ZMgRE2ZnZrZM6GB1177-912.0〜2.80.2〜0.70.4〜0.10」00.010.30探RE：含钱不小于85%的钱混合稀土金属，其中的钱:加错不少T95%oZM6合金的基木固态和变形式是过饱和同溶休的分解，因此热处理工艺为淬火加时效。为了获得最大的过饱和固溶体,淬火加热温度通常只比固相线略低。图3是Mg-Nd相图，552°C为合金的共晶温度,ZM6淬火温度一般选择在530°Co镁合金原子扩散能力较弱，为保证强化相充分I

7、占I溶需耍较长的加热时间，加热时炉内应保持一定的中性气氛以防合金氧化。淬火加热后通常采用在静止或流动空气中冷却。时效是在200°C下进行的，亦需长时间加热。ZM6合金经过同溶时效处理后，因晶内弥散分布着大量点状沉淀物Mg12(Nd.Zr)、ZrH?和aZr等而使强度大为提高，与铸造状态相比高几MPa。2)1162黄铜H62黄铜是含Zn量为38%的铜锌合金。强度高，塑性也比较好，广泛用于制造销丁、垫圈、螺帽、散热件及水管、油管等。H62黄铜的组织是由a+B'两相级成，B"相室温脆性大，冷变形能力很差,但当加热到一定温度以上，8"相转变为0,而0相具有良好的塑

8、性变形能力。因此1162黄铜的加工变形一般是在加热到