20号钢热处理综合实验报告

标题：20钢热处理状态分析一、概述20钢是一种常见的碳钢，广泛应用于结构件、传动件等领域。

热处理是改变金属内部组织结构，以达到改善金属性能、提高金属强度、节约金属料及模具寿命的一种工艺方法。

热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等基本工艺，其处理效果对于金属的最终性能有很大的影响。

二、热处理工艺对20钢的影响1. 退火：退火是一种对材料进行高温软化后再缓慢冷却的工艺方法。

退火可消除20钢在加工过程中产生的内应力，使金属处于比较稳定的状态。

同时，退火可改善金属的加工性能和机械性能，如增加金属的韧性。

2. 正火：正火是将材料加热到临界点AC3或AC1以上某一温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的加工工艺。

正火能改善钢材的加工性能和使用性能，提高金属的强度和硬度。

在20钢中，正火可细化晶粒，消除组织缺陷，使组织均匀化。

3. 淬火：淬火是将钢加热到临界温度以上某一温度，保温一定时间，然后迅速冷却的工艺方法。

淬火能显著提高20钢的硬度和耐磨性，但会降低其塑性和韧性。

因此，在淬火后需要进行回火处理以改善其综合性能。

4. 回火：回火是将钢加热到某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的工艺方法。

回火是提高20钢韧性的有效方法，同时也能消除淬火产生的内应力，稳定工件的尺寸。

三、实际应用在实际应用中，根据工件的用途和要求，可能需要对20钢进行不同的热处理工艺。

例如，对于需要较高硬度和耐磨性的结构件，可能需要进行淬火和低温回火；对于需要较高韧性和塑性的传动件，可能需要进行正火和时效处理。

通过合理的热处理工艺，可以最大限度地发挥20钢的性能优势，同时避免其劣势。

四、结论综上所述，热处理工艺对20钢的性能具有显著影响。

通过合理的热处理工艺，可以有效地改善20钢的加工性能和使用性能，提高其硬度和耐磨性，同时保持较高的韧性和塑性。

在实际应用中，应根据工件的用途和要求选择合适的热处理工艺。

实验名称：20号钢热处理组织和硬度综合实验一．实验目的（1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。

（2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。

（3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。

（4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。

二．简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及钢热处理后的显微组织特征金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。

钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

三．简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。

以0.002毫米作为一个硬度单位。

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC三种硬度。

HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

一、实验目的1. 了解热处理的基本原理和工艺流程。

2. 掌握热处理设备的使用方法和操作技巧。

3. 通过实际操作，提高对金属材料性能的认识和掌握。

4. 培养团队合作精神，提高实验操作能力。

二、实验原理热处理是一种金属加工工艺，通过加热、保温和冷却，改变金属内部组织结构，从而改善其性能。

热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等。

1. 退火：将金属工件加热到一定温度，保温一段时间后，以适当的速度冷却。

退火的目的主要是消除内应力，降低硬度，提高塑性，改善加工性能。

2. 正火：将金属工件加热到一定温度，保温一段时间后，在空气中冷却。

正火的目的主要是提高硬度，降低韧性，改善切削性能。

3. 淬火：将金属工件加热到一定温度，保温一段时间后，迅速冷却。

淬火的目的主要是提高金属的硬度和耐磨性。

4. 回火：将淬火后的金属工件加热到一定温度，保温一段时间后，以适当的速度冷却。

回火的目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度，提高韧性。

三、实验仪器及材料1. 实验仪器：加热炉、洛氏硬度计、金相显微镜、砂纸等。

2. 实验材料：45号钢、20号钢等。

四、实验步骤1. 实验一：45号钢淬火及回火前后硬度测量（1）将45号钢试样加热至850℃，保温30分钟，然后淬火。

（2）将淬火后的试样进行回火，分别在200℃、300℃、400℃下保温1小时。

（3）使用洛氏硬度计测量淬火及回火后的硬度。

2. 实验二：20号钢正火后硬度测量（1）将20号钢试样加热至840℃，保温30分钟，然后正火。

（2）使用洛氏硬度计测量正火后的硬度。

3. 实验三：金相组织观察（1）将45号钢和20号钢试样进行金相制样。

（2）使用金相显微镜观察金相组织。

五、实验结果与分析1. 实验一：45号钢淬火及回火前后硬度测量（1）淬火后的硬度为60HRC，回火后的硬度分别为58HRC、56HRC、54HRC。

（2）随着回火温度的升高，硬度逐渐降低，韧性逐渐提高。

2. 实验二：20号钢正火后硬度测量（1）正火后的硬度为48HRC。

钢的热处理实验报告实验目的：1. 了解钢的热处理过程及其影响；2. 掌握钢的不同热处理方法的原理和操作；3. 分析不同热处理方法对钢性能的影响。

实验原理：钢的热处理是通过加热和冷却的方式改变钢的组织和性能。

常见的钢的热处理方法有退火、淬火和回火。

1. 退火：将钢加热至临界温度以上，然后缓慢冷却至室温。

退火可以消除内应力，调整组织和改善切削性能。

2. 淬火：将钢加热至临界温度以上，然后迅速冷却至室温。

淬火可以使钢的组织变为马氏体，增加钢的硬度和强度。

3. 回火：将淬火后的钢加热至较低的温度，然后缓慢冷却。

回火可以降低钢的硬度和脆性，提高延展性和韧性。

实验步骤：1. 准备不同试样的钢材，包括退火、淬火和回火试样。

2. 分别将试样加热至退火、淬火和回火温度。

3. 退火：将试样保持在退火温度持续一段时间，然后缓慢冷却至室温。

4. 淬火：将试样迅速降温，可以采用水或油进行淬火。

5. 回火：将淬火后的试样放入回火炉中加热，保持回火温度持续一定时间，然后缓慢冷却至室温。

6. 对不同热处理试样进行金相观察和硬度测试。

7. 分析不同热处理方法对钢的影响。

实验结果：1. 退火试样：经过退火处理的钢的组织变为珠光体，硬度降低。

2. 淬火试样：淬火后的钢的组织变为马氏体，硬度显著提高。

3. 回火试样：经过回火处理的钢的组织变为珠光体和一定比例的残留马氏体，硬度略有下降，但韧性和延展性明显提高。

实验结论：1. 退火可以使钢的硬度降低，提高韧性。

2. 淬火可以使钢的硬度和强度显著提高，但韧性较低。

3. 回火可以降低钢的硬度，提高韧性和延展性。

根据实验结果和结论，我们可以根据具体要求选择不同的热处理方法来改变钢的性能。

钢的热处理实验结果汇总
钢的热处理是一种生产工艺历史悠久的技术，具有很多优点。

钢的热处理实验涉及到
许多方面，例如表观组织形貌、硬度、断口形貌等，为了能够准确、可靠地衡量和评估实
验结果，实验人员需要将各种测试结果进行汇总整理，以便更容易、更准确的分析出所需
的结论。

在钢的热处理实验过程中，应根据具体情况进行一定的实验，其中包括高温定期观察、表观组织观察（电镜观察）、硬度测量和断口形貌联系（或热处理失效因素分析）等等。

通过实验结果可以确定最终热处理参数。

在热处理实验后，可以按照如下步骤，汇总钢的热处理实验结果：
第一步，获取实验数据，安排起始日期及样品的数量，然后在热处理流程中获取实验
数据。

第二步，安排样品在不同热处理过程中的实测参数，例如硬度测量、表观组织形貌等，将具体测试数据分类进行汇总。

第三步，根据实验结果，对比各个样品的参数，与目标值进行比较，进行数据分析，
初步汇总实验结果，评价热处理效果。

第四步，根据实验结果和分析，给出热处理参数调整范围，以及实测参数的详细数值
结论，对钢材实现优化热处理成型给出明确的指导。

第五步，做热处理效果的总体评估，重复进行汇总，使数据更加准确，可以根据实际
情况采取不同表示方法，汇总热处理实验结果。

总之，钢的热处理实验是一项较大的工作，工作量比较大，因此，应该按照规范流程，将数据汇总进行统计，并绘制相关图表，以作出合理分析和结论。

只有汇总准确、完整的
实验结果，才能更好地说明整个热处理实验的效果。

《工程材料》实验报告姓名：学号：班级：时间：机械工程学院材料成型实验室钢的热处理综合性实验一、实验目的1.熟悉钢的正火、退火、淬火、回火热处理操作；2.熟悉洛氏硬度计和维氏硬度计的测试原理和操作方法；3.熟悉金相试样的制备和显微镜的使用；4.分析钢经不同热处理后的显微组织和力学性能变化规律；5.分析合金元素在钢中的作用规律。

二、实验仪器1.洛氏硬度计（型号：Hr-150）2.维氏硬度计（型号：Hv-120）3.金相显微镜（型号：IE200M）4.抛光机（型号：P-1）5.砂轮切割机（型号：QG-1）6.镶嵌机（型号：XQ-2B）7.热处理炉（型号：SX24-13）三、实验材料1.45钢和40Cr钢2.砂纸（型号和粒度：DP22 400cw 600cw 800cw 2000cw）3.抛光粉：氧化铝4.腐蚀剂：4%硝酸四、实验内容将45钢和40Cr钢试样放入热处理加热炉（型号：SX24-13），加热到850℃保持20min后，分别进行水冷、油冷和炉冷。

将水冷的试样分别放入200℃、400℃和600℃回火炉（型号：RJC108）中保持30min，出炉水冷。

采用砂轮切割机，将经不同热处理后的试样从中间切开，在剖开的截面上利用洛氏硬度计分别测量试样心部、1/2R处和表层处硬度值。

填入表1中。

采用砂纸，将试样表面磨光，然后抛光、腐蚀（腐蚀剂：4%硝酸溶液），在显微镜下观察金相组织，采用维氏硬度计测量试样不同区域的维氏硬度值，记录在表1中。

五、实验结果45和40Cr钢热处理实验结果见表1 。

表1 45钢和40Cr钢热处理实验结果材料热处理工艺硬度值，HRC表层1/2R处中心45钢850℃×20min，炉冷 6.709.158.81850℃×20min，空冷15.5710.578.62850℃×20min，油冷32.8329.6827.75850℃×20min，水冷44.2041.0039.4 850℃×20min，水冷+200℃×30min，水冷44.0037.1734.08 850℃×20min，水冷+400℃×30min，水冷37.6736.8534.06 850℃×20min，水冷+600℃×30min，水冷24.0321.9821.0240Cr钢850℃×20min，炉冷13.9212.4710.71850℃×20min，空冷19.0719.7119.84850℃×20min，油冷51.1751.9251.85850℃×20min，水冷58.2354.4652.89 850℃×20min，水冷+200℃×30min，水冷52.8755.9756.07 850℃×20min，水冷+400℃×30min，水冷48.0752.8151.74 850℃×20min，水冷+600℃×30min，水冷42.6844.6747.05六、实验报告要求1.提交电子版实验报告，个人直接发送至我qq邮箱：2.表1数据和所照样品的金相照片同组可以共享；3.结果分析部分，同学之间可以口头讨论，但不得复制他人的实验报告内容，否则，实验成绩以0分计，切记！！！4.结果分析部分排版要美观，图要有图号和图题，且图号和图题放在图的下方。

钢的热处理及硬度实验报告篇一:钢的热处理实验报告钢的热处理实验报告一、实验目的1、了解热处理对材料性能的影响2解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响3解显微镜观察金相的制样过程二、仪器材料箱式电炉(SX2-4-10、SX-4-10)、硬度测试仪(HR-150A)30钢、T10钢、砂轮(砂纸)三、实验过程1)、金相的制备将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光，去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。

2钢的热处理淬火和正火钢的淬火:淬火就是将钢加热到相变温度以上，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。

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。

步骤为:加热前先对试样进行硬度测定(为便于比较，一律用洛氏硬度测定);再将试样放入箱式电炉中，T10钢在770℃左右，30钢在 860℃左右分别均匀加热 15 分钟;然后迅速在水中冷却，并不断搅拌。

将淬火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值(HRC)填入表1中。

钢的正火:钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上30~50℃以上，保温适当时间后，在自由流动的空气中冷却的热处理工艺。

步骤为:加热前先对试样进行硬度测定(为便于比较，一律用洛氏硬度测定)。

再将试样放入箱式电炉中，T10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15 分钟，后在空气中缓慢冷却。

将正火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值(HRC)填入表2中。

四、结果及讨论1为什么淬火处理后的硬度值比正火处理后的高?答:因为淬火冷却速度比正火冷却速度快，由过冷奥氏体的连续冷却转变图像可知淬火后得到的是马氏体组织，而正火后得到的组织主要是珠光体。

马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体的位错滑移阻力增大，从而硬度提高。

2、在相同的热处理状态下不同的材料成分对钢的硬度的影响?答:钢的硬度与钢的含碳量有关。

20#钢渗碳淬火--硬度起不来前天做了一炉20#钢的止推片,厚4mm;外圆54mm;内孔32mm。

920度渗碳，860度淬油，渗碳层深1mm。

170度回火。

硬度就只的33~35HRC，72~74HRA如果渗层没有偏差，应该从冷却上想办法。

对于20钢应该采用水冷却的效果较好。

但变形应该比用油淬火的大些。

我们有20号钢滲碳后820度水淬的，也是轴套类零件，但厚度有25MM,你的是4MM油淬应该可以的哦，你的是降温淬火的吗是呀!我也认为厚度4mm用快速冷却油淬应该可以的,但降温后860度直接淬火就只有36HRC.下午用水淬,,880度保温10分钟,水温37度,硬度有63HRC;硬度好了明天想办法解小变形880度淬火温度太高了吧，830度就可以的，温度高了小心裂哦或变形大啊。

估计因为你的零件太薄，实际淬火温度没有达到要求，所以淬不硬淬火冷却时工件的密集程度一样吗？是否渗碳降温后860度直接淬油时比较密集？是的渗碳降温后860度直接淬油时止推片摆放比较密集，数量共2000只，摆放方式为品形叠放，冷却油为机床废机油，油温39度，无搅拌器，冷却时产生的气膜较多在650度~400度温度区冷却速度不足很难避开C曲线鼻尖，导致硬度不高。

10只返工880度水淬（搅拌剧烈）变形过大硬度63HRC，10只返工860度水淬（无搅拌）变形还是过大，硬度56~58HRC。

20#钢渗碳后表面含碳量相当于T8~T10钢。

2只跟别的产品一起渗碳返工，渗层达1.5mm,840直接淬油,160度回火,硬度40~41HRC，领导重别的厂家取经了渗碳工艺，910度强渗5小时，降温至850度，均温1小时出炉直接淬油。

900只重新返工，强渗5小时，渗层达到1.5mm,止推片基本已渗透,860度直接淬油,硬度42~51HRC(末回火),取样部位:上方第一层随取一只,已不符合图纸技术要求渗碳层深0.3~0.7mm，硬度56~62HRC。

我个人到是淬火介质换成含乳化液5%的乳化水溶液（有搅拌），液火有可能将硬度淬到56HRC，但不知变形情况需试验信息收到。

钢的热处理实验报告热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程来改变材料的性能和结构的方法。

在工程实践中，热处理常常被用来改善材料的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。

本实验旨在通过对不同钢材料进行热处理，观察其微观组织和力学性能的变化，从而深入了解热处理对钢材料性能的影响。

首先，我们选取了三种常见的钢材料，碳素钢、合金钢和不锈钢。

这三种钢材料分别代表了低碳钢、中碳钢和不锈钢，在工程中应用广泛。

我们将对这三种钢材料进行正火、回火和淬火等热处理工艺，以及未经热处理的原始状态进行对比实验。

在实验过程中，我们首先对钢材进行加热处理，然后根据不同的热处理工艺要求进行保温和冷却。

在保温过程中，我们控制了不同的保温时间和温度，以模拟实际工程中的热处理工艺。

接着，我们对经过热处理和未经热处理的钢材进行金相显微镜观察和硬度测试。

通过金相显微镜观察，我们可以清晰地看到钢材的晶粒结构和相变情况，而硬度测试则可以直观地反映钢材的硬度变化。

实验结果表明，经过热处理的钢材在显微组织上发生了明显的变化。

在正火和回火过程中，钢材的晶粒得到细化，晶界清晰，硬度有所提高；而在淬火过程中，钢材的组织发生马氏体变换，硬度显著提高。

相比之下，未经热处理的钢材晶粒粗大，硬度较低。

这些结果充分表明了热处理对钢材料性能的显著影响。

综上所述，本实验通过对不同钢材料进行热处理，观察了其微观组织和力学性能的变化。

实验结果表明，热处理能够显著改善钢材料的性能，使其具有更高的硬度和强度。

因此，在工程实践中，热处理技术具有重要的应用价值，能够满足不同工程材料对性能的需求。

希望本实验能够为相关领域的研究和工程实践提供一定的参考价值。