碳钢的热处理实验指导书

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1、工程材料及热处理实验指导书北京理工大学珠海学院机械与车辆学院2012.10实验三碳钢的热处理实验一、实验目的1、了解碳钢热处理的基本方法。2、了解不同热处理方法对碳钢组织与性能的影响。二、实验原理热处理是指将钢在固态卞加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的—•种工艺。不同的热处理工艺过程，会使钢得到不同的纽织，从而获得所需要的性能。钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火，，淬火和冋火等。1、钢的退火和正火钢的退火是把钢加热到临界温度A-,或A-3以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却o此时奥氏体在高温区发生分解而得到比较接近平衡状态的纟

2、I［织。中碳钢（如40、45钢）经退火后组织稳定，硕度较低（HB180〜220）有利于下一步进行切削加工。止火是将钢加热到£或以上30〜50°C,保温后空冷。因冷却速度稍快，M退火组织相比，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密，所以性能有所改善。对低碳钢来说,正火后提高破度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对高碳钢则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作准备。2、钢的淬火淬火是将钢加热到（亚共析钢）或九（过共析钢）以上30-50。（2,保温后放入各种不同冷却介质中快速冷却（匕令应大于人訂，以获得马氏体组织的一种工艺。碳钢经淬火后的组织山马

3、氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。淬火必须考虑三个重要因索：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。（1）淬火温度的选择正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火吋的加热温度主要取决于钢的含碳量，可根ffiFe-Fe3C相图确定。亚共析钢，其加热温度为A.3+3°〜50~°C。过共析钢，加热温度为4订+30〜50。（2。不能任意提高加热温度。温度过高晶粒容易氏大，并增加氧化脱碳和变形的倾向。各种不同成分碳钢的临界温度列于表3・1屮。（2）保温时间的确定淬火加热时间实际上是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工

4、件的形状尺寸、所用的加热介质、加热方法等因素有关,-实验三碳钢的热处理实验一、实验目的1、了解碳钢热处理的基本方法。2、了解不同热处理方法对碳钢组织与性能的影响。二、实验原理热处理是指将钢在固态卞加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的—•种工艺。不同的热处理工艺过程，会使钢得到不同的纽织，从而获得所需要的性能。钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火，，淬火和冋火等。1、钢的退火和正火钢的退火是把钢加热到临界温度A-,或A-3以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却o此时奥氏体在高温区发生分解而得到比较接近平衡状态的纟I［织。中碳钢（如40

5、、45钢）经退火后组织稳定，硕度较低（HB180〜220）有利于下一步进行切削加工。止火是将钢加热到£或以上30〜50°C,保温后空冷。因冷却速度稍快，M退火组织相比，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密，所以性能有所改善。对低碳钢来说,正火后提高破度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对高碳钢则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作准备。2、钢的淬火淬火是将钢加热到（亚共析钢）或九（过共析钢）以上30-50。（2,保温后放入各种不同冷却介质中快速冷却（匕令应大于人訂，以获得马氏体组织的一种工艺。碳钢经淬火后的组织山马氏体及一定数量的残余奥

6、氏体所组成。淬火必须考虑三个重要因索：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。（1）淬火温度的选择正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火吋的加热温度主要取决于钢的含碳量，可根ffiFe-Fe3C相图确定。亚共析钢，其加热温度为A.3+3°〜50~°C。过共析钢，加热温度为4订+30〜50。（2。不能任意提高加热温度。温度过高晶粒容易氏大，并增加氧化脱碳和变形的倾向。各种不同成分碳钢的临界温度列于表3・1屮。（2）保温时间的确定淬火加热时间实际上是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所用的加

7、热介质、加热方法等因素有关,-般按照经验公式加以估算，碳钢在电炉屮加热时间的计算可参见表3-2。表3-1各种碳钢的临界温度(近似值)类別钢号临界温度°CAclAc3AriAr3碳素结构钢207358556808353073281367783540724790680796457247806827605072576069076060727766700721表3-2碳钢在箱式电炉中保温时间的确定加热温度°C工件形状圆柱形方形板形保温时间分钟/每毫米肓径分钟/每毫米厚度分钟/每毫米厚度7001.52.2380011.529000.81.21.610000.40

8、.60.8(3)冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使