材料学实验指导书

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1、《材料学》实验指导书适用专业：材料科学与工程课程代码:8102150总学时：48总学分:3编写单位:材料科学与工程学院编写人：文U锦云审核人:审批人：实验一热处理对合金结构钢的组织和硬度的影响2实验二铸铁及有色金属的显微组织分析5实验三工具钢及特殊钢的显微组织分析11实验一热处理对合金结构钢的组织和硬度的影响一、实验目的和任务1、了解淬火加热温度对结构钢淬火组织和硬度的影响。2、了解不同回火温度对结构钢组织和硬度的影响。3、了解馅在合金结构钢中的作用。二、实验仪器、设备及材料1、加热炉五个预先加热至：700°C、750

2、°C、800°C>850°C、900°C。2、回火设备五个预先加热至：200°C>350°C、450°C、550°C、650°Co3、盛水淬火槽1—2个。4、洛氏硬度计1—2台。5、显微镜10台以上。6、制显微试片设备。7、40#和400•钢样品各40个共80个。8、其它设备三、实验原理结构钢包括工程用结构钢和机器零件用结构钢两大类。工程用结构钢主要用于各种工程结构件，大都是用不含合金元素或合金元素含量较低的钢制造的。这类钢冶炼简单、成本低、用量大，使用时一般不进行热处理。而机器零件用结构钢一般都经过热处理后使用，主要

3、用于制造各类机器零件，它们大都是用合金元素含量高而杂质元素含量少的钢制造的。机器零件用钢根据化学成分可将其分为优质碳素结构钢和合金结构钢，在机械制造与维修等方血使用最广，其质量等级都属于特殊质量等级，大多须经热处理才能使用，根据钢热处理工艺特点和用途，一般可将其分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢四个主要类别。优质碳素结构钢的含碳量范I詞0.05%〜0.70%,钢屮S、P含暈均小于0.035%,非金属夹杂物也少。根据含猛量可分为普通含猛量钢（0.25〜0.70%）和较高含猛量钢（0.7〜1.2%）。合金结构钢是在优质

4、碳素结构钢的基础上加入一些合金元素而形成的，合金元素的加入量不大，属于中、低合金钢。合金结构钢的较复杂的力学性能和耐腐蚀性要求主要是通过调节碳含量和改变热处理工艺來达到的。钢中的合金元素，首先要保证的是满足淬透性的要求。渗碳钢是指渗碳处理后使用的钢种，主要用于制造汽车、拖拉机屮的变速齿轮，矿山机器屮的轴承，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。渗碳钢的碳含量一般在0.10%〜0.25%范围内，也就是渗碳零件心部的含碳量，用来保证零件心部有足够的塑性和韧性。调质钢就是经过调质处理后，钢获得良好的综合力学性能的钢种。广泛用于

5、制造内燃机、电力机车、船舶、汽车、机床和其他机器上的各种重要的承受循环载荷的零件，如传动轴、连杆、蜗杆等。调质钢的含碳量一般在a。：0.25%〜0.50%Z间，以0.4%居多，主要加入Cr、Mn、Ni、Si、B等合金元素以提高淬透性和钢的综合力学性能。弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。弹簧钢的含碳量在0.6%〜0.9%之间，以保证高的弹性极限、屈服强度和疲劳强度。用于制造滚动轴承套圈和滚动体的钢种称为滚动轴承钢。滚动轴承钢中的碳含量为0.95〜1.15%,高的含碳量一部分保证了钢的淬透性，即淬火后

6、马氏体内有足够的碳含量，使钢获得高的接触疲劳强度；其余碳还可以与碳化物形成元素形成一定量的碳化物，使钢获得高硬度和高耐磨性。渗碳钢、调质钢和弹簧钢均为亚共析钢，其淬火加热温度一般是：Ac3以上30〜50°C,常用结构钢的临界温度和淬火加热温度见下表。零件淬火后必须回火，材料的强度一般是随回火温度的升高而降低的，而塑性与韧性则随回火温度的升高而提高。常用结构钢的临界点和淬火加热温度及Ms点钢的牌号临界点（°C）淬火加热温度CC）Ms点°CAciAc3ArlAr310725870682850900〜920（水）45012C

7、rNi3A695800659726860（油）15015725870685850890〜920（水）45020735855680835900〜950（水）42520MnVB720840635770860〜880（油）23030732813677796850〜890（水或油）38030CrMnSi760830670705870〜890（油）32040724790680760830〜880（水或油）34040Cr743782693730830〜860（油）35545724780682751830〜860（水或油）34550

8、720765690720820〜850（水或油）32055727774690755820〜850（水或油）29060727766690743780〜830（水或油）27065727752696730780〜830（水或油）27165Mn726765689741790〜820（油）27070730743693727780〜830（水