碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定.doc

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1、碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定一、实验目的1、了解碳钢的热处理操作；2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；3、观察热处理后钢的组织及其变化；4、了解硬度计的原理，初步掌握洛氏换度计的使用。二、实验内容1•钢的热处理工艺钢的热处理就是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其內部组织，而获得所需性能的一种加工工艺。普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。钢加热到一定温度保温后缓慢冷却（通常随炉冷却）至500°C以下空冷叫退火，得到接近平衡态的组织。奥氏体化的钢在空气中冷却叫正火，得到先共析钢铁素体（或渗碳体）加伪珠光体。过冷奥氏体快冷（大于临界冷速）叫淬火，得到马氏体组织。淬火

2、钢再加热到A1以下会发生回火转变，随回火温度的升高分别得到回火马氏体，回火屈氏体和回火索氏体。淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上，保温后放入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理操作。钢件，特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体组织时，材质硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度，甚至开裂。因此钢件淬火后必须立即进行回火处理。2.加热温度的选择（1）淬火加热温度：根据Fe-Fe3C相图确定，如图1一1所示。对亚共析钢，其加热温度为Ac3十30~50°C

3、,淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足（如低于Ac3）,则淬火组织中将出现铁索体，造成淬火后硕度不足。对于共析钢、过共析钢其加热温度为Acl+30〜50°C,淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。未溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的硬度和耐磨性。过高的加热温度（如高于Acm）,会因得到粗大的马氏体，过多的残余A而导致硬度和耐磨性的下降，脆性增加。（2）回火温度：回火温度决定于要求的组织及性能。按加热温度不同，回火可分为三类：低温回火：在150〜250°C回火，所得组织为回火马氏体。硬度约为HRC57〜60,其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢的髙硬度。一般用于切削工具、量

4、具、滚动轴承以及渗碳和氧化件。碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定一、实验目的1、了解碳钢的热处理操作；2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；3、观察热处理后钢的组织及其变化；4、了解硬度计的原理，初步掌握洛氏换度计的使用。二、实验内容1•钢的热处理工艺钢的热处理就是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其內部组织，而获得所需性能的一种加工工艺。普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。钢加热到一定温度保温后缓慢冷却（通常随炉冷却）至500°C以下空冷叫退火，得到接近平衡态的组织。奥氏体化的钢在空气中冷却叫正火，得到先共析钢铁素体（或渗碳体）加伪珠光体。过冷奥氏体快冷（大于临界冷速

5、）叫淬火，得到马氏体组织。淬火钢再加热到A1以下会发生回火转变，随回火温度的升高分别得到回火马氏体，回火屈氏体和回火索氏体。淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上，保温后放入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理操作。钢件，特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体组织时，材质硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度，甚至开裂。因此钢件淬火后必须立即进行回火处理。2.加热温度的选择（1）淬火加热温度：根据Fe-Fe3C相图确定，如图1一1所示。对亚共析钢，其加

6、热温度为Ac3十30~50°C,淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足（如低于Ac3）,则淬火组织中将出现铁索体，造成淬火后硕度不足。对于共析钢、过共析钢其加热温度为Acl+30〜50°C,淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。未溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的硬度和耐磨性。过高的加热温度（如高于Acm）,会因得到粗大的马氏体，过多的残余A而导致硬度和耐磨性的下降，脆性增加。（2）回火温度：回火温度决定于要求的组织及性能。按加热温度不同，回火可分为三类：低温回火：在150〜250°C回火，所得组织为回火马氏体。硬度约为HRC57〜60,其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢

7、的髙硬度。一般用于切削工具、量具、滚动轴承以及渗碳和氧化件。中温回火：在350^500°C回火，所得组织为回火屈氏体，硬度约为HRC40〜48,其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。因此它主要用于各种弹簧及热锻模。高温回火：在500-650°C回火，所得组织为回火索氏体，硬度约为HRC2齐35。其目的是获得既有一定强度、硬度，又有良好的冲击韧性的综合机械性能，常把淬火后经高温回火的处理称力调质处理，因此一般用于各种重