碳钢热处理工艺.

实验三碳钢的热处理一、实验目的1.了解碳素钢的基本热处理(退火、正火、淬火及回火)的工艺方法。

2.研究冷却条件与钢性能的关系。

..3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。

4.学会洛氏硬度计的使用。

二、实验设备和材料设备: 箱式电炉和控温仪表, 洛氏硬度计, 皮手套, 夹钳, 淬火矿物油, 水, 砂纸等。

材料: 45号钢、T12 钢样若干。

三、热处理工艺及其设计碳素钢普通热处理工艺主要有退火、正火、淬火及回火。

加热温度、保温时间和冷却速度, 是达到热处理良好效果的最重要工艺参数。

（一）设计、制定热处理工艺规范钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织, 而获得所需性能的一种热加工工艺, 它的基本过程包括: 将钢加热到选定温度, 在该温度下保持一段时间, 然后用选定的速度冷却。

由于工件的成份、形状、大小不同, 所以应该选择不同的加热温度、保温时间和冷却速度。

热处理的工艺参数主要包括: 加热温度、保温时间、冷却速度。

1. 加热温度的选择（1）退火：亚共析钢加热至Ac3+(20(C～30(C)(完全退火)；共析钢, 过共析钢加热至Acl+(20(C～30(C)(球化退火), 得到粒状渗碳体, 硬度降低, 以利切削加工。

由于退化时间较长, 本次不做退火实验。

（2）正火: 亚共析钢加热至Ac3+(30(C～50(C)；过共析钢加热至Accm+ (30(C～50(C)。

即加热到奥氏体单相区。

（3）淬火: 亚共析钢加热至Ac3+(30(C～50(C)；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30(C～50(C)。

（4）回火: 碳素钢淬火后需尽快回火, 按加热温度的不同, 可分为三种:低温回火: 加热温度150(C～250(C, 目的是得到回火马氏体, 降低淬火应力, 减少脆性并保持淬火碳素钢的高硬度。

用于切削工具、冷作模具、滚动轴承等。

中温回火：加热温度350(C～500(C, 目的是得到回火托氏体, 较多地降低淬火应力, 有高的韧性和弹性极限。

实验碳钢的热处理一、实验目的1. 了解碳钢的基本热处理（正火、淬火及回火）工艺方法；2. 掌握冷却条件与钢性能的关系；3. 分析正火、淬火及回火温度对钢性能的影响。

二、实验仪器、设备和材料1. 实验材料：20钢，45钢，T12钢；2. 实验设备：箱式实验电阻炉（型号：SX2-8-12、SX2-4-10、SX2-8-16等）、控温仪表、hrss-150洛氏硬度机、水银温度计；3. 淬火介质：水，油（使用温度约20℃）。

三、实验原理1. 钢的退火和正火钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。

此时奥氏体在低于Ar1温度以下的高温区发生分解而得到比较接近平衡状态的组织。

一般中碳钢（如40、45钢）经退火后组织稳定，硬度较低（HB180～22）有利于下一步进行切削加工。

正火是将钢加热到Ac3或Acm以上30～50℃保温后进行空冷。

由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密；对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性；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做准备。

2. 钢的淬火淬火是将钢加热到临界温度以上30～50℃，保温后淬入各种不同的冷却介质中快速冷却以获得淬火马氏体或下贝氏体组织。

碳钢经淬火后得到淬火马氏体、下贝氏体和少量的残余奥氏体组织。

为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。

3. 钢的回火回火是将淬火后的钢加热到临界点(Ac1)以下的某一温度，保温一定时间后以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺。

钢经淬火后得到的淬火马氏体组织是亚稳相，有转变为其它组织的趋势，同时淬火使工件内部产生很大的内应力，导致工件变形甚至开裂。

特别是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，因此淬火钢必须进行回火处理。

不同的回火工艺可以使钢获得所需的各种不同性能。

对碳钢来说，回火工艺的选择主要是考虑回火温度和保温时间这两个因素。

低碳钢渗碳热处理工艺低碳钢渗碳热处理工艺是一种常用的金属加工方法，用于提高低碳钢的硬度和耐磨性。

本文将介绍低碳钢渗碳热处理工艺的原理、步骤和优势。

低碳钢是一种含碳量较低的钢材，具有良好的可焊性和可加工性，但其硬度和耐磨性较低。

为了提高低碳钢的性能，常常采用渗碳热处理工艺。

该工艺通过在低碳钢表面渗入碳元素，使其表面形成一层具有高碳含量的硬质组织，从而提高钢材的硬度和耐磨性。

低碳钢渗碳热处理的步骤如下：将低碳钢制件进行预处理，包括清洗和除去表面污物。

这是为了确保渗碳剂能够充分渗入钢材表面。

然后，将低碳钢制件放入渗碳炉中，加入渗碳剂。

渗碳剂通常是一种含有碳元素的固体物质，如氰化钠。

在高温下，渗碳剂会释放出碳元素，渗入低碳钢的表面。

接下来，将渗碳炉加热至适当的温度，通常在800°C到950°C之间。

在这个温度下，碳元素会在低碳钢表面扩散，并与钢材中的铁元素发生化学反应，形成一种硬质的碳化物。

将低碳钢制件从渗碳炉中取出，进行冷却和清洁。

这样，低碳钢的表面就形成了一层具有高硬度和耐磨性的碳化物层。

低碳钢渗碳热处理工艺具有以下优势：它能够显著提高低碳钢的硬度和耐磨性，使其适用于更加苛刻的工作环境。

该工艺可以在低碳钢表面形成一层均匀的碳化物层，提高钢材的使用寿命。

低碳钢渗碳热处理工艺具有成本低、工艺简单等优点，适用于大规模生产。

低碳钢渗碳热处理工艺是一种有效的金属加工方法，通过在低碳钢表面形成硬质的碳化物层，提高钢材的硬度和耐磨性。

该工艺具有诸多优势，适用于各种工业领域。

通过合理的工艺参数和操作，可以获得理想的渗碳效果，提高低碳钢的性能。

常用材料热处理工艺参数
常用材料的热处理工艺参数取决于材料的组织性能要求、工艺性能要
求和使用条件等因素。

下面以几种常见的材料为例，介绍一些主要的热处
理工艺参数。

碳钢是一种普遍使用的金属材料，其热处理工艺参数包括淬火温度、
回火温度、保温时间等。

一般来说，碳钢的淬火温度在800℃至900℃之间，回火温度在150℃至500℃之间。

保温时间通常为1小时到3小时。

不锈钢是一类具有良好耐腐蚀性能的材料，其热处理工艺参数包括退
火温度、固溶温度和时效温度。

退火温度一般在800℃至900℃之间，固
溶温度在1000℃至1200℃之间，时效温度在500℃至700℃之间。

保温时
间通常为1小时到5小时。

铝合金是一种轻质高强度的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、
时效温度和时效时间等。

固溶温度一般在480℃至520℃之间，时效温度
在150℃至250℃之间。

时效时间一般为1小时至10小时。

铜合金是一种导电性能良好的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、时效温度和时效时间等。

固溶温度一般在800℃至950℃之间，时效温度
在300℃至550℃之间。

时效时间一般为1小时至10小时。

上述只是对于不同材料几种常见的热处理工艺参数进行了简单的介绍，实际工艺参数还需要根据具体材料的特性和要求进行调整。

同时，热处理
工艺参数的选择也应考虑到工艺设备和生产成本等因素。

在实际应用中，
可以通过试验和实践来确定最佳的热处理工艺参数。

碳钢-不锈钢热处理工艺1、热处理概述①热处理是现代工业生产中不可缺少也不可替代的热加工工艺，是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。

②早在公元前770年~222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

③公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，经过鉴定，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

④随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人工匠蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。

这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却结果是不同的，同时也注意了油和水的冷却能力。

中国出土的西汉(公元前206年～公元24年)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

⑤随着现代工业的不断发展，热处理工艺逐渐形成了一个固定的专业学科，于是冶金界出现了铁碳合金相图。

⑥人类历史上的第一幅铁碳合金相图，应归功于英国的冶金学家Roberts-Austen，1899年被授予爵士爵位。

为纪念他，把γ-铁及其固溶体的金相组织命名为奥氏体。

⑦随着铁碳相图的逐步优化，金属材料热处理工艺逐渐明朗，图中线与线之间代表的含义不同。

PSK线叫A1线，温度是727℃。

GS线叫A3线，温度从727~912℃，是形成奥氏体的温度线。

可见，A1、A3线代表的是温度，作为铁碳合金，含C量不同，A1、A3代表的温度也会不同。

⑧加热需过热度，用c表示，因此，对应的就有Ac1、Ac3线等表示方法。

冷却需要过冷度，习惯用r来表示，因此，对应的就有Ar1、Ar3等表示方法。

碳钢热处理实验报告一、引言碳钢是一种常用的材料，在许多领域都有着广泛的应用。

而碳钢热处理是一种常见的工艺，通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变碳钢的组织结构和性能，从而达到满足不同工作条件的要求。

本文将重点讨论碳钢的热处理实验结果及其对物理性能的影响。

二、实验目的本次实验的目的是通过热处理工艺，对碳钢进行淬火、回火和正火处理，观察不同处理方式对材料硬度、韧性和耐磨性等性能的影响。

三、实验过程1. 样品制备：选择相同尺寸的碳钢样品，确保实验条件的统一，并进行必要的打磨和清洁工作。

2. 淬火处理：将样品加热到适当的温度，保持一定时间后，迅速进行冷却。

采用水冷淬火和油冷淬火两种方式，分别标记为样品A和样品B。

3. 回火处理：将样品A和样品B分别加热至适当温度，保持一定时间后，进行缓慢冷却。

回火处理的温度和时间根据材料的要求进行选择。

4. 正火处理：将样品A和样品B分别加热至适当温度，保持一定时间后，迅速进行冷却。

正火处理温度较低，时间较短，用于提高材料的韧性。

四、实验结果与分析1. 硬度测试：在实验结束后，对样品进行硬度测试。

通过布氏硬度计测量不同处理后的样品硬度，并进行对比分析。

结果显示，样品A（水冷淬火）具有较高的硬度，而样品B（油冷淬火）较之较低。

这是因为水冷淬火速度更快，导致了碳钢中的碳元素无法充分沉淀，从而提高了材料的硬度。

2. 韧性测试：通过冲击试验，对不同热处理后的样品进行韧性测试。

结果表明，经过回火处理的样品A在韧性方面表现较好，而样品B则因油冷淬火导致较高的硬度，韧性稍差。

这是因为回火处理可改善材料的韧性，通过减少残留应力的方式使其更加柔韧。

3. 耐磨性测试：通过摩擦磨损实验，对不同热处理后的样品进行表面耐磨性测试。

结果显示，样品A（河注淬火）的表面硬度较高，因此具有较好的耐磨性能；而样品B（油冷淬火）的耐磨性相对较差。

这是因为样品A经过淬火处理后，碳元素沉淀在晶界和析出物中，使得材料表面更加坚硬，具有较好的耐磨性。

碳钢的热处理及性能分析时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据相图确定（如图所示）。

对亚共析钢，其加热温度为℃，若加热温度不足（低于），则＋淬火后可得到细小的它直接影响到钢淬火后的组织以保证以减使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定鼻不同的冷却介质在不同的温度范围内的实验二金相试样的制备与观察一、实验目的1.学习金相试样的制备方法。

二、实验设备、仪器及材料用品抛光机、各型号砂纸、抛光磨料、试样、浸蚀剂、吹风等。

三、实验步骤金相试样的制备包括取样、磨制、抛光、浸蚀四个步骤。

制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、水迹。

1.取样取样的部位和磨面应根据检验目的选取具有代表性的部位。

例如，检验表面脱碳层的厚度应取横向截面、观察纵裂纹就要取纵向截面。

试样的截取方法很多，例如用手锯、机床截取、线切割等，但必须注意的是在取样过程中要防止试样受热或变形而引起的组织变化，破坏了其组织的真实性。

为防止受热可在截取过程中用冷却液冷却试样。

金相试样的尺寸要便于手握持和易于磨制，常用的试样尺寸为：Φ12×10或12×12×10，如果不是观察表面组织，可以倒角便于磨制。

根据需要，例如观察表面渗碳层的厚度，为防止在磨制过程中发生倒角，应采用镶嵌法，把试样镶嵌在热塑性塑料或热固性塑料中。

我们所用试样为车削好的Φ10×20的45钢试样。

2.磨制这是最关键的步骤，磨制质量的好坏直接决定了试样的好坏。

①粗磨将试样在砂轮上或用粗砂纸之成平面。

磨制时使试样受力均匀，压力不要太大。

②精磨粗磨好的试样用清水冲干后，依次用01、02、03、04号金相砂纸把磨面磨光。

磨制时应把砂纸放在玻璃板或平整的桌面上，左手按住砂纸，右手握住试样，用力均匀、平稳，沿一个方向反复进行，直到旧的磨痕被去掉，不要来回磨制。

注意：在调换更细一号砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动90º角，使新、旧磨痕垂直。

3.抛光抛光的目的是去除磨面上细的磨痕和变形层，以获得光滑的镜面。

——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。

然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。

目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。

1、淬火加热温度淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。

亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。

共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。

2、淬火冷却淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。

因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。

常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。

实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。

水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。

油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。

常用淬火方法：主要有单介质淬火、双介质淬火、马氏体等温淬火、贝氏体等温淬火。

选择适当的淬火方法可以保证在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，减少工件变形和开裂倾向。

工程材料及成形工艺基础淬火冷却方法（1）单介质淬火是采用一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。

这种淬火方法的优点是操作简便，适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。

形状简单、尺寸较大的碳钢工件多采用水淬，小尺寸碳钢件和合金钢件一般用油淬。

缺点对大尺寸和或形状复杂的工件，采用水淬变形开裂倾向大，而油淬冷却速度小，淬不硬。

（2）双介质淬火是将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质，在组织即将发生马氏体转变时，立即转入冷却能力弱的介质中冷却。

碳钢的热处理工艺分析
碳钢的热处理工艺是指通过控制加热、保温和冷却过程，改变碳钢的结构和性能。

碳钢的热处理工艺分析包括以下几个方面：
1. 预热：预热是为了提高碳钢的均匀性和减少应力，通常将碳钢加热到适当的温度（通常为700-900C），然后进行保温一段时间。

预热过程中的温度和时间会根据碳钢的成分和要求进行调整。

2. 热处理温度：碳钢的热处理温度是根据碳钢的成分和应用要求来确定的。

一般来说，高碳钢的热处理温度较高，低碳钢的热处理温度较低。

3. 碳钢的退火：退火是通过加热碳钢到适当的温度，然后进行缓慢冷却，以减少内部应力和提高碳钢的韧性和可加工性。

碳钢的退火温度通常在740-840C 之间。

4. 碳钢的淬火：淬火是通过迅速冷却碳钢来获得高硬度和高强度。

淬火温度通常在800-1000C之间，具体的温度会根据碳钢的成分和要求来确定。

常用的淬火介质有水、油和气体。

5. 碳钢的回火：回火是为了降低碳钢的硬度和脆性，提高其韧性和可加工性。

回火通常在低温下进行，温度通常在150-600C之间，时间根据要求来确定。

通过对碳钢进行合适的热处理工艺，可以使碳钢获得理想的力学性能，提高其使用价值。

但是需要根据具体的碳钢成分和应用要求，选择合适的热处理工艺参数。

碳钢热处理的操作方法碳钢热处理是通过一系列的加热、保温和冷却等工艺步骤，以改变碳钢的组织结构和性能的方法。

热处理可以分为退火、正火、淬火和回火等几个主要过程。

碳钢的热处理工艺操作方法如下：一、退火退火是指将碳钢加热到一定温度，然后放慢冷却速度，使其达到一定的组织状态。

退火工艺步骤如下：1. 加热：将待处理的碳钢放入炉中，控制加热速度，以避免温度过高或温度分布不均。

2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织达到均匀平衡。

3. 冷却：冷却速度对退火效果有着重要影响。

可以选择空气冷却、炉内冷却或用慢速固化剂等方法。

4. 清洁：退火后的碳钢需要进行清洗，以去除氧化皮和其他杂质。

二、正火正火是指将退火后的碳钢加热到一定温度，然后通过快速冷却，使其组织转变成马氏体组织或巴氏体组织。

正火工艺步骤如下：1. 加热：将退火后的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。

2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成马氏体或巴氏体。

3. 冷却：正火时的冷却速度相对较快，可以选择水淬、油淬或盐浴淬等方法。

4. 清洁：正火后的碳钢需要进行清洗，以去除涂层或其他杂质。

三、淬火淬火是指将加热后的碳钢迅速冷却到室温或低温，使其组织转变成马氏体组织。

淬火工艺步骤如下：1. 加热：将待处理的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。

2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成奥氏体。

3. 冷却：淬火是通过快速冷却来实现的，可以选择水淬、油淬、盐浴淬或气体辐射等方法。

4. 清洁：淬火后的碳钢需要进行清洁，以去除油污或其他杂质。

四、回火回火是指将淬火后的碳钢加热到较低的温度，然后通过冷却达到特定的组织状态。

回火工艺步骤如下：1. 加热：将淬火后的碳钢放入炉中，控制加热速度和最终温度。

2. 保温：在达到设定温度后，保持一段时间，使碳钢组织转变成所需的组织状态。

3. 冷却：回火的冷却速度较慢，可以选择自然冷却或通过固化剂等方法。

低碳钢的热处理工艺热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程来改变其微观结构和性能的方法。

对于低碳钢来说，热处理可以进一步优化其力学性能，提高其耐久性和耐腐蚀性。

低碳钢是指碳含量在0.01%~0.30%之间的钢材，其含有一定量的碳和其他合金元素。

由于其含碳量较低，低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，并且易于加工形成各种产品。

然而，低碳钢的强度和硬度相对较低，因此需要通过热处理来提高其力学性能。

低碳钢的热处理过程通常包括加热、保温和冷却三个阶段。

具体的热处理工艺取决于所需的材料性能和应用要求。

首先，低碳钢通常需要进行加热处理。

加热温度取决于钢材的成分和要求的性能。

低碳钢的加热温度通常控制在800~900范围内。

这个温度足以使钢材中的碳和其他合金元素溶解在固溶体中。

接下来是保温阶段。

保温时间的长短取决于加热温度、钢材的尺寸和要求的性能。

保温时间足够长可以保证钢材中的碳和其他合金元素充分溶解，从而使微观组织得到均匀化。

最后是冷却阶段。

低碳钢有几种不同的冷却方法可选，包括空冷、水淬和油淬。

不同的冷却方法会导致材料的硬度和强度不同。

空冷可以得到较低的硬度，水淬可以得到中等硬度，而油淬可以得到较高的硬度。

此外，对于低碳钢的热处理还可以通过淬火和回火来进一步优化其力学性能。

淬火是将已加热保温的钢材快速冷却至室温，以增加其硬度和强度。

回火是对已淬火的钢材进行加热处理，然后以适当的速度冷却，以减小其硬度和提高其韧性。

总的来说，低碳钢的热处理工艺可以通过加热、保温和冷却来改变其微观结构，从而优化其力学性能。

不同的热处理工艺可以产生不同的硬度和强度，以满足不同的应用要求。

在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的热处理工艺，以达到所需的性能和质量要求。