【精品】工程材料综合实验报告.doc

《【精品】工程材料综合实验报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、工程材料综合实验专业班级:实验者:一实验目的1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能Z间的相互关系；3、了解碳钢的热处理操作；4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；5、观察热处理后钢的组织及其变化；6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。二实验设备及材料1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等；2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20#、中碳钢45#、高碳钢T1O）三实验内容三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和

2、高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）实验中对低碳钢20#、中碳钢45#、高碳钢T10进行如下表热处理表1实验中钢热处理工艺参数样品热处理T艺加热温度/摄氏度加热时间冷却方式20#钢正火88015min空冷45#钢淬火+高温回火880回火温度60015min淬水T10钢淬火110015min淬水2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。3、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。4、分析碳钢成分一组织一性能Z间的关系。四实验步骤:1、观察平衡组织并测硬度：（1）制备金相试样（包括磨

3、制、抛光和腐蚀）;（2）观察并绘制显微组织；（3）测试硬度。2、进行热处理。3、观察热处理后的组织并测硬度：（1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）;（2）察并扌II摄显微组织。五实验处理：1,观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织平衡组织一般指合金在极为缓慢冷却的条件下所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织，可以根Fe-Fe3C相图来分析，从相图来看，所有碳钢和白口铸铁在室温下的显微组织均由铁索体和渗碳体所组成。但是由于碳含最的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。T~>_CC-In

4、IZ7I-Art-rrIZ7I曲二J60015381400I3941300I200I100II4«*CznI22ZX一厉Fe*G•4.301000912900雪o70丽002^0.77770*C/K+FcjCu600500400300FcjCnPP+FejCua+pr4Fc^Ctt+/.dS727°CP+FC3C11*山丿230，CFc?C15002001000LL_r—Il丄丄11LI,11211丄Fc0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0669”c(%)2、铁碳合金在室温下的组织不同成份的铁碳合金在室温下的显微组织见下表。类型含碳

5、量(C%)显微组织工业纯铁工业纯铁<0.0218F碳钢亚共析钢0.0218〜0.77F+P共析钢0.77P过共析钢0.77〜2.11P+FeG白口铸铁业共晶白口铁2.11〜4.3P+Fe3Cn+Le,共品白口铁1.：3Le'过共晶白口铁4.3〜6.69Le,+Fe：G3、铁碳合金的成分一组织一性能关系组织：在室温下，碳质量分数不同时，合金的组织在变化。随着碳质量分数的增大,组织按下列顺序变化:F、F+P、P+FesGi'P+FesCn+Le'、Le9+FeG、Fe3Co性能：硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的便度和相对数量，而受他们的形态影响比较小，随着碳质量分

6、数的增加，由丁•硬度高的F®C增多，硬度低的F减少，所以合金的硬度呈直线关系增大，由全部为F的硬度约为80HRB增大到全部为Fe3C时约8OOHRI3。强度是一个对组织形态很敏感的性能。随碳质量分数的增加，亚共析钢屮P增加而F高，F的强度值较低，所以亚共析钢的强度随碳质量分数的增大而增大。减少，P的强度比较高，其大小与细密程度有关，组织越细密则强度值越当碳质量分数超过共析成分Z后，由于强度较低的FsS沿晶界出现，合金强度增高变慢，到W(C)为0.9%时，FeG沿晶界形成完整的网，强度迅速降低，随着碳质量分数的增加，强度继续降低。塑性变形全部由F提供，所以随碳质量分数的

7、增加，F量不断减少时，合金的塑性连续下降。4^热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相的组织结构来控制其性能的一种金属热加丁工艺。其基本的工艺过程有退火、正火、淬火、回火。它的特点是：只改变金属材料内部组织结构,获得所需性能，尽量避免改变零件的形状。同样的材料经过不同的热处理方法,可以得到不同的内部组织，因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。5、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响进火加热温度的选择：对于亚共析钢采用Ac3+30~50°,对于共析钢和过共析钢采用Ac1+20^40°o对于亚共