45钢的淬火工艺.docx
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45钢的淬火工艺
45钢的淬火工艺
、实验目的
1、了解45钢的淬火工艺方法。
2、认识45钢淬火后的金相组织。
3、分析淬火对碳钢性能的影响。
二、实验原理
钢的淬火
所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上30〜50C,保温后放入各种不同的冷却介质中（V冷应大于V临），以获得马氏体组织。
碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。
为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：
淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。
（1）淬火温度的选择
选定正确的加热温度是保证
淬火
质量的重要环节。
淬火时的具体加热
温度主要取决于钢的含碳量，可根据
钢，其加热温度为
热温度不足（低于
相图确定（如图4所示）。
对亚共析
+30〜50C，若加
），则淬火组织中
将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。
对过共析钢，加热温度为
+30〜50C,淬火后可得到细小的马
氏体与粒状渗碳体。
后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。
（2）保温时间的确定
淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度
停留保温所需时间的总和。
加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需
的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在
电炉中加热时间的计算如表1所示。
表1碳钢在箱式电炉中保温时间的确定
力卩热
工件形状
圆柱形
方形
板形
温度「C）
保温时间
分钟/每毫米直径
分钟/每毫米厚度
分钟/每毫米厚度
700
1.5
2.2
3
800
1.0
1.5
2
900
0.8
1.2
1.6
1000
0.4
0.6
0.8
（3）冷却速度的影响
冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。
冷却时应使冷却速度大于临界冷却速
TIP
度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢
中的内应力，防止变形和开裂。
为
此，可根据C曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650〜550C）进行快冷（即与C曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300〜100C）时冷却速度则尽可能小些
为了保证淬火效果，应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火
等）。
不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。
各种冷却
介质的特性见表2。
表2几种常用淬火介质的冷却能力
冷却介质
在下列温度范围内的冷却速度「C/秒）
650〜550C
300〜200C
18C的水
600
270
50r的水
100
270
10%NaCl水溶液（18C）
1100
300
10%NaoH水溶液（18C）
1200
300
10%NaoH水溶液（18C）
800
270
蒸馏水（50C）
250
200
硝酸盐（200C）
350
10
菜籽油（50C）
200
35
矿务机油（50C）
150
30
变压器油（50C）
120
25
三、实验内容及步骤
根据设备设备情况，每班分为五个小组进行。
每组按要求领取试样。
按照Fe—FeG相图确定淬火加热温度及保温时间，并在加热炉面板上完
成对加热温度及时间的设定。
将试样放入炉内，关上炉门，按下开关，开始加热。
完成热处理之后取
出试样。
对热处理后的试样磨制、抛光和腐蚀后，进行显微组织观察。
将热处理前后的试样表面用砂纸（或砂轮）磨平，并分别测出洛氏硬度
值（HRG或HRB。
将实验数据填入下表。
材
料
编
号
淬火工艺
硬度
组织
加热温度
保温时间
冷却方式
处理前（HR）
处理后
（HR）
45#
1
2
3
4
5
6
7
8
四、实验设备及材料
1、箱式电炉及控温仪表
2、洛氏硬度计
3、冷却介质：
水、油（室温）
4、试样材料：
45钢
五、注意事项
1、本实验加热所用设备为电炉，电炉一定要接地，在放、取试样时必须先切断电源。
2、往炉中放，取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水
3、试样由炉中取出淬火时，动作要迅速，以免温度下降，影响淬火质量。
4、试样在淬火液中应不断搅动，以免试样表面由于冷却不均而出现软化点。
5、淬火时水温应保持20〜30C左右，水温过高要及时换水。
6、淬火或回火后的试样均要用砂纸打磨表面，去掉氧化皮后再测定硬
度值。
六、实验报告要求
1、实验目的。
2、分析加热温度与冷却速度对钢性能的影响。
3、绘制出45钢正火温度与硬度的关系曲线图。
4、分析实验中存在的问题。
45钢的正火工艺
一、实验目的
1、了解45钢的正火工艺方法。
2、认识45钢正火后的金相组织。
3、分析正火对碳钢性能的影响。
二、实验原理
钢的正火
将钢件加热到临界温度以上30-50C,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。
正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。
对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
三、实验内容及步骤
根据设备设备情况，每班分为五个小组进行。
每组按要求领取试样。
按照Fe—FeC相图确定正火加热温度及保温时间（2h）,并在加热炉面板上完成对加热温度及时间的设定。
将试样放入炉内，关上炉门，按下开关，开始加热。
完成热处理之后取
出试样。
对热处理后的试样磨制、抛光和腐蚀后，进行显微组织观察。
将热处理前后的试样表面用砂纸（或砂轮）磨平，并分别测出洛氏硬度值（HRC或HRB。
将实验数据填入下表。
材
料
编
号
正火工艺
硬度
组织
加热温度
保温时间
冷却方式
处理前（HR）
处理后（HR）
45#
1
2
3
4
5
6
7
8
四、实验设备及材料
1、箱式电炉及控温仪表
2、洛氏硬度计
3、冷却介质：
水、油（室温）
4、试样材料：
45钢
五、注意事项
1、本实验加热所用设备为电炉，电炉一定要接地，在放、取试样时必
须先切断电源。
2、往炉中放，取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水
六、实验报告要求
1、实验目的。
2、分析加热温度与冷却速度对钢性能的影响。
3、绘制出45钢正火温度与硬度的关系曲线图
4、分析实验中存在的问题。
45钢的退火工艺
（完全退火）
一、实验目的
1、了解45钢的退火工艺方法。
2、认识45钢退火后的金相组织。
3、分析退火对碳钢性能的影响。
二、实验原理
钢的退火
退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度
冷却（通常是缓慢冷却，有时是控制冷却）的一种金属热处理工艺。
目的是
使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，
使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能
常用的退火工艺有：
①完全退火。
用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。
将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30〜50C,保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。
②球化退火。
用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。
将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20〜40C,保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。
③等温退火。
用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。
一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。
④再结晶退火。
用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。
加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50〜150C，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。
⑤石墨化退火。
用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。
工艺操作是将铸件加热到950C左右，保温一定时间后适当冷却使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥扩散退火。
用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。
方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽
可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。
⑦去应力退火。
用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。
对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100〜200C，保温后在空气中冷却，即可消除内应力。
三、实验内容及步骤
根据设备设备情况，每班分为五个小组进行。
每组按要求领取试样。
按照Fe—FeG相图确定退火加热温度及保温时间（2h），并在加热炉面板上完成对加热温度及时间的设定。
将试样放入炉内，关上炉门，按下开关，开始加热。
完成热处理之后取出试样。
对热处理后的试样磨制、抛光和腐蚀后，进行显微组织观察。
将热处理前后的试样表面用砂纸（或砂轮）磨平，并分别测出洛氏硬度值（HRG或HRB。
将实验数据填入下表。
材
料
编
号
退火工艺
硬度
组织
加热温度
保温时间
冷却方式
处理前（HR）
处理后（HR）
45#
1
2
3
4
5
6
7
8
四、实验设备及材料
1、箱式电炉及控温仪表
2、洛氏硬度计
3、冷却介质：
水、油（室温）
4、试样材料：
45钢
五、注意事项
1、本实验加热所用设备为电炉，电炉一定要接地，在放、取试样时必须先切断电源。
2、往炉中放，取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水
六、实验报告要求
1、实验目的。
2、分析加热温度与冷却速度对钢性能的影响。
3、绘制出45钢退火温度与硬度的关系曲线图
4、分析实验中存在的问题
试验数据参考
淬火温度调节：
目标值
升温时间
保温时间
冷却方式：
水冷，水温不超过20-30Eo
Sv-1
250
15
2
Sv-2
450
10
2
Sv-3
650
10
2
Sv-4
850
10
25
退火温度调节:
目标值
升温时间
保温时间
Sv-1
250
15
2
冷却方式：
随炉冷却至
600r以下再出炉空冷。
Sv-2
450
10
2
Sv-3
650
10
2
Sv-4
850
10
120
正火温度调节:
目标值
升温时间
保温时间
冷却方式：
空冷。
Sv-1
250
15
2
Sv-2
450
10
2
Sv-3
650
10
2
Sv-4
850
10
120
升级会员 