金属学与热处理实验报告(冶金工程专业)

金属材料热处理实验报告一、实验目的1. 了解热处理工艺、组织和性能之间的关系。

2. 了解热处理设备和热处理工艺的实际操作，熟悉合金元素在低合金结构钢中的作用。

3. 考查学生综合运用所学理论和实验技术的能力，培养学生独立分析和解决问题的能力。

二、实验内容与方案本实验采用的材料：45钢、T8钢、40CrNi钢三种。

对于每一种钢材，要求得到如下组织：(1) 晶粒粗大的马氏体+残余奥氏体；(2) 晶粒细小的马氏体+残余奥氏体；(3) 回火马氏体；(4) 回火屈氏体；(5) 回火索氏体；(6) 铁素体(或渗碳体)+珠光体。

对于45钢和40CrNi钢还要求得到如下组织：(1) 屈氏体网+（马氏体+残余奥氏体）；(2) 未转变为奥氏体的铁素体+（马氏体+残余奥氏体）。

三、实验设备与材料1. 试样：直径φ14mm的40CrNi钢圆柱状小试样，直径φ15mm的45钢圆柱状小试样，直径φ16mm的T8钢圆柱状小试样。

2. 热处理加热炉：高温热处理炉（≤1300℃）2台，中低温热处理炉（≤900℃）5台3. 硬度计（洛氏硬度C标尺）4. 金相显微镜01ympus LEXTOL S4100及数码照相系统5. 磨光机及金相砂纸6. 抛光机及抛光液7. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等四、实验工艺设计及实验处理过程和结果处理1.工艺选择表2 实验全部样品的显微组织及其热处理工艺设计用表（要求回火）2.工艺选择分析：工艺的选择的根据是亚共析钢和共析钢的连续冷却转变曲线，即CCT曲线。

45钢和40CrNi属于亚共析钢，T8钢属于过共析钢，对应曲线如下图所示。

亚共析钢CCT曲线图过共析钢CCT曲线图亚共析钢得到马氏体一般需要加热到AC3线以上30-50℃，保温然后快速冷却。

所以一般选择860℃作为热处理工艺温度。

产生粗晶马氏体的原因在于加热温度1000℃已经过高，马氏体就会发生变形，晶粒粗大。

860℃细晶马氏体性能硬度和韧性会更好。

金属学与热处理名词解释:1-热处理：热处理是将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一定的速度冷却到室温的一种热加工工艺。

2-加工硬化：3固溶体：4奥氏体5正火6-枝晶偏析：在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象。

称为晶粒。

由于固溶体通常呈树枝状，是枝干和枝间的化学成分不同，所以称为枝晶偏析。

问答：1为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？答：（1）在等温等压条件下，物质系统总是自发地从自由能较高的状态向自由能较低的状态转变。

这就说明。

对于结晶过程而言，结晶能否发生。

取决于固相的自由能是否低于液相的自由能。

如果液相的自由能高于固相的自由能那么液相将自发的转变的固相即金属发生结晶，从而使系统的自由能降低。

处于更为稳定的状态。

液相金属和固相金属的自由能之差，就是促使这种转变的驱动力。

（2）影响过冷度的因素是：金属的本性和纯度的不同，以及冷却速度的差异。

2简述马氏体的两种形态及分别的力学性能。

答：马氏体的两种形态分别是板条状马氏体和片状马氏体。

板条马氏体(位错)片状马氏体（挛晶）半条状马氏体的韧性比片状马氏体好。

片状马氏体的硬度比板条状马氏体的好。

3:形核率的影响因素。

答：形核率受两个方面因素的影响。

一方面是随着过冷度的增加，临界晶核半径和形核功都随之减小，结果使晶核易于形成，形核率增加；另一方面，无论是临界晶核的形成。

还是临街晶核的长大都必须伴随着液态原子向晶核的扩散迁移，没有液态原子向晶核上的迁移，临街晶核就不可能形成，及时形成了也不可能长大成为稳定晶核。

4.为什么铸铁比钢的铸造性能好？答：金属的铸造性包括金属的流动性、收缩性和偏析倾向。

流动性决定了液态金属充满铸型的能力。

收缩性随着含碳量的增加。

钢液温度与液相线温度之差增加体积收缩增大。

含碳量增高凝固温度范围变宽。

凝固收缩增大。

固相先和液相线的水平距离和垂直距离越大。

填空题：1-晶体在不同方向测量其性能时表现出或大或小的差异，称为各向异性或异向性。

金属的热处理实验报告金属的热处理实验报告引言：金属的热处理是一种通过改变金属的组织结构和性能来达到特定目的的工艺。

本实验旨在通过对不同金属材料进行热处理实验，观察和分析其组织结构和性能的变化，以及热处理对金属材料性能的影响。

实验一：淬火处理1. 实验目的：通过淬火处理不同金属材料，观察其组织结构和性能的变化，了解淬火对金属材料的影响。

2. 实验步骤：选取不同金属材料样品（如低碳钢、高碳钢、铝合金等），经过适当的加热处理后，迅速浸入冷却介质中进行淬火处理。

3. 实验结果与讨论：淬火处理后，不同金属材料的组织结构和性能发生了明显的变化。

低碳钢经过淬火处理后，其组织结构变为马氏体，硬度显著提高；高碳钢则形成了马氏体和残余奥氏体的组织结构，硬度更高；铝合金经过淬火处理后，晶粒尺寸变小，强度和硬度也有所提高。

实验二：回火处理1. 实验目的：通过回火处理不同金属材料，观察其组织结构和性能的变化，了解回火对金属材料的影响。

2. 实验步骤：将经过淬火处理的金属材料样品，经过适当的加热处理后，以较低的温度保温一段时间后冷却。

3. 实验结果与讨论：回火处理后，金属材料的组织结构和性能发生了变化。

低碳钢经过回火处理后，马氏体转变为较柔软的珠光体，硬度降低，但韧性增加；高碳钢经过回火处理后，马氏体转变为韧性较好的珠光体和残余奥氏体，硬度略有下降，但韧性明显提高；铝合金经过回火处理后，晶粒尺寸进一步增大，强度和硬度有所下降。

实验三：退火处理1. 实验目的：通过退火处理不同金属材料，观察其组织结构和性能的变化，了解退火对金属材料的影响。

2. 实验步骤：将不同金属材料样品加热至适当温度，保温一段时间后缓慢冷却。

3. 实验结果与讨论：退火处理后，金属材料的组织结构和性能发生了显著变化。

低碳钢经过退火处理后，珠光体晶粒尺寸进一步增大，硬度降低，但韧性明显提高；高碳钢经过退火处理后，珠光体和残余奥氏体的晶粒尺寸增大，硬度进一步降低，但韧性进一步提高；铝合金经过退火处理后，晶粒尺寸再次增大，强度和硬度进一步下降。

金属学与热处理
实验报告
班级：
姓名：
学号：
实验一金相显微镜的使用及碳钢、白口铁平衡组织观察
一.实验目的
1，通过实验，使学生掌握不同成分的铁碳合金室温下平衡组织的特征。

2，了解铁碳合金成分(含碳量)对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织、性能之间的相互关系。

二.实验器材
三.观察结果
1.描绘下列合金的显微组织示意图,并注明其中显微组织组成物的名称.
工业纯铁 45 T8
亚共晶白口铁共晶白口铁过共晶白口铁
T12
四.问题解答
1.通过显微分析,比较亚共析钢,共析钢,过共析钢显微组织的差别,说明碳钢的平衡组织随含碳量而变化的规律。

2.根据显微组织分析，怎样估算亚共析钢的含碳量？
实验二 45钢的热处理
一.实验目的：
（1）了解碳钢的基本热处理工艺方法；
（2）研究冷却速度对过冷奥氏体转变产物的影响；（3）分析回火温度对淬火钢组织和性能的影响；
二.实验器材：
三.实验数据记录及结果整理
1.填表
2.绘出45钢淬火回火后的硬度与回火温度关系曲线
四.问题解答：
1.利用奥氏体等温转变曲线说明为什么加热到奥氏体化温度的45钢试样，在空气、油、水等不同介质中连续冷却到室温后不同的介质中连续冷却到室温后，试样硬度亦不相同。

2.为什么淬火后的45钢试样在不同温度回火时，其硬度随回火温度升高而下降？。

热处理实验报告一、实验目的本次热处理实验的主要目的是研究不同的热处理工艺对金属材料性能的影响，通过对实验过程和结果的观察、分析，深入理解热处理的原理和作用，掌握热处理的基本操作技能，并能够根据材料的性能要求选择合适的热处理工艺。

二、实验材料与设备（一）实验材料本次实验选用的材料为 45 号钢，其化学成分（质量分数）为：C 042% 050%、Si 017% 037%、Mn 050% 080%、Cr ≤ 025%、Ni ≤ 030%、Cu ≤ 025%。

实验前将材料加工成尺寸为 20mm×20mm×10mm 的试样若干。

（二）实验设备1、箱式电阻炉：用于加热试样，型号为_____，最高工作温度为1000℃。

2、硬度计：用于测量试样的硬度，型号为_____，可测量洛氏硬度（HRC）、布氏硬度（HBW）等。

3、金相显微镜：用于观察试样的金相组织，型号为_____，放大倍数为 100× 500×。

4、砂轮机、抛光机：用于试样的预处理。

5、热电偶：用于测量炉内温度。

6、冷却水槽：用于试样的淬火冷却。

三、实验原理（一）热处理的定义热处理是将金属材料在固态下加热、保温和冷却，以改变其组织结构和性能的工艺方法。

通过热处理，可以改善金属材料的力学性能、物理性能和化学性能，提高其使用价值。

（二）热处理的基本过程1、加热：将试样加热到一定温度，使其发生相变或组织转变。

2、保温：在加热温度下保持一定时间，使相变或组织转变充分进行。

3、冷却：以不同的速度冷却，获得不同的组织和性能。

（三）常见的热处理工艺1、退火：将试样加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却，以降低硬度、改善切削加工性能、消除残余应力等。

2、正火：将试样加热到 Ac3 或 Accm 以上 30℃ 50℃，保温一定时间后在空气中冷却，得到较细的珠光体组织，提高硬度和强度。

3、淬火：将试样加热到 Ac3 或 Ac1 以上 30℃ 50℃，保温一定时间后快速冷却（通常为水淬或油淬），获得马氏体组织，提高硬度和强度。

热处理实验《金属学与热处理B实验》实验报告《金属学与热处理 B 实验》实验报告完成人：指导教师：完成时间：2019 年 11 月 22 日实验三一、实验目的了解不同冷却介质(炉冷，空气，水)冷却对碳钢组织与性能的影响。

二、实验原理分析钢的热处理是通过加热和冷却的方法调整金属内部组织结构，并获得相应的力学性能。

冷却是将钢加热到 Ac3 或Ac1+30~50°C，保温一定时间，通过不同冷却介质实现快速冷却以获得不同的组织。

因此，冷却是热处理的关键工序，常用冷却介质的冷却能力也不同，它直接影响到钢冷却后组织和性能。

三、实验材料与热处理参数 45#钢试样三块，水，砂纸、抛光布等; 四、实验设备与注意事项热处理炉、布氏(洛氏、维氏)硬度计、双盘抛光机、数码显微镜等; 实验过程安全第一，严格遵守实验室规则以及设备操作要求！在式样保温完成后需要在极短的时间内将式样取出并进行水冷，否则试样表面可能会有珠光体组织。

五、实验过程 1.将炉加热到820℃，随后放入三块式样并保温 30 分钟（/mm）； 2.将两个式样快速取出分组进行炉冷、空气冷、水冷到室温； 3.处理后的试样依次用双盘抛光机磨去氧化皮； 4.试样取 3 点测量硬度，取平均值，并记录； 5.磨制金相试样，观察所对应的显微组织。

工艺参数材料加热温度/℃保温时间/min 冷却方式理论硬度一号820 30 水冷56~59HRC 二号820 30 空冷<217HBS 三号 820 30 炉冷 <197HB六、实验结果与分析钢号热处理工艺硬度值 HRC（HB）加热温度冷却方式冷却时间 1 2 3 平均值45 水冷炉冷空冷实验四一、实验目的设计不同加热温度的热处理方案，了解加热温度对淬火组织和硬度的影响二、实验原理分析钢的淬火指的是将钢加热到一定温度，保温一定时间后以大于临界冷却速率的冷却速度对其进行冷却获得马氏体的过程。

不同的加热温度会导致淬火后得到的钢组织不同从而影响钢的性能。

热处理实验报告篇一: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、了解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响3、了解用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。

————————————装———订———线——————————————金属热处理生产实习报告（一）校外实习一.实习前的总动员总指导老师从老师给我们介绍了实习的目的、内容、计划安排、纪律等，观看了实习环境的视频。

实习地点：武汉钢铁（集团）公司简介武钢是新中国成立后兴建的第一个特大型钢铁联合企业，于1955年开始建设，1958年9月13日建成投产，是中央和国务院国资委直管的国有重要骨干企业。

本部厂区座落在湖北省武汉市东郊、长江南岸，占地面积21.17平方公里。

武钢拥有从矿山采掘、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢及配套公辅设施等一整套先进的钢铁生产工艺设备，是我国重要的优质板材生产基地，为我国国民经济和现代化建设作出了重要贡献。

武钢联合重组鄂钢、柳钢、昆钢后，已成为生产规模逾3000万吨的大型企业集团，居世界钢铁行业第七位，国内第三位。

50多年来，武钢历经了三次创业。

1955年10月武钢青山厂区正式破土动工，武钢人开始了第一次创业，迎来了新中国兴建的第一个钢都的诞生。

1974年武钢从原联邦德国、日本引进一米七轧机系统，开创了我国系统引进国外钢铁技术的先河，武钢人开始了第二次创业，走出了一条“质量效益型”发展道路。

2005年以来，武钢以科学发展观为指导，提出并实施中西南发展战略，推进钢铁工业由内地向沿海实现更高水平的发展，武钢人由此开始了第三次创业。

武钢在长期的建设发展中，凝炼出具有自身特色，富有时代特征的“质量效益、诚信共赢、创新超越”的核心价值理念。

武钢现有三大主业，即钢铁制造业、高新技术产业和国际贸易。

钢铁产品主要有热轧卷板、热轧型钢、热轧重轨、中厚板、冷轧卷板、镀锌板、镀锡板、冷轧取向和无取向硅钢片、彩涂钢板、高速线材等几百个品种。

其中，冷轧硅钢片和船板钢获“中国名牌产品”称号，汽车板、桥梁用钢、管线钢、压力容器钢、集装箱用钢、帘线钢、耐火耐候钢、电工系列用钢等优质名牌产品在国内外市场享有广泛的声誉，“武钢牌”被评为全国驰名商标。

金属材料及热处理实验报告金属材料及热处理实验报告引言：金属材料的研究与应用在现代工业中起着重要的作用。

为了改善金属材料的性能，热处理技术被广泛应用。

本实验旨在通过热处理不同金属材料，探究其对材料性能的影响，以及热处理的原理和方法。

一、实验目的本实验的目的是通过对不同金属材料的热处理，了解热处理对材料性能的影响，并探究不同热处理方法的原理。

二、实验材料和方法本实验选取了两种常见的金属材料：铁和铝。

首先，将这两种金属材料分别切割成相同尺寸的试样。

然后，将试样分成两组，一组进行退火处理，另一组进行淬火处理。

接下来，将试样放入炉中进行加热，退火处理时温度为800°C，保持一段时间后缓慢冷却；淬火处理时温度为1000°C，迅速冷却。

最后，对经过热处理的试样进行性能测试。

三、实验结果与分析经过退火处理的铁材料试样在显微镜下观察到晶粒尺寸变大，晶粒边界变得清晰。

这是因为退火处理使得晶界的原子重新排列，减少了晶界的能量，从而提高了材料的塑性。

而经过淬火处理的铁材料试样在显微镜下观察到晶粒尺寸变小，晶粒边界模糊。

这是因为淬火处理迅速冷却导致晶界的原子无法重新排列，从而使材料变硬而脆。

对于铝材料试样，经过退火处理后，试样的硬度明显降低，表面变得光滑。

这是因为退火处理使得晶粒尺寸增大，晶界的能量减少，从而提高了材料的塑性。

而经过淬火处理后，铝材料试样的硬度增加，表面变得粗糙。

这是因为淬火处理迅速冷却导致晶界的原子无法重新排列，从而使材料变硬而脆。

四、实验结论通过本实验，我们得出了以下结论：1. 热处理对金属材料的性能有明显影响，不同的热处理方法会导致材料的不同性能。

2. 退火处理可以使金属材料的硬度降低，提高其塑性。

3. 淬火处理可以使金属材料的硬度增加，但会降低其塑性。

五、实验心得通过本次实验，我对金属材料的热处理有了更深入的了解。

热处理是一种重要的工艺，可以通过改变材料的结构和性能来满足不同的工程需求。

实验名称硬度试验一、实验目的二、实验原理与内容三、实验设备与实验材料四、实验记录与处理五、实验结果分析六、实验总结实验名称金相显微镜的使用及金相试样的制备一、实验目的二、实验原理与内容三、实验设备与实验材料四、简述金相试样的制备过程五、实验结果（在下边圆内画出金相显微组织示意图的两个视场）六、实验总结实验名称铁碳合金平衡组织的显微分析一、实验目的二、实验原理与内容三、实验设备与实验材料四、实验结果（在下边圆内画出金相显微组织示意图,并将组织组成物名称以箭头引出标明）材料名称含碳量浸蚀剂放大倍数五、实验结果分析六、实验总结实验名称碳钢的热处理及组织性能分析一、实验目的二、实验原理与内容三、实验设备与实验材料四、实验结果记录1、在下面圆内画出所观察的金相显微组织示意图热处理工艺浸蚀剂放大倍数2. 按下表工艺进行热处理操作，并测定经热处理后的各块样品的硬度（下表每组只做一种，但实验数据都要统计分析）五、实验结果分析六、实验总结淬火温度HBS冷却速度HBS实验名称合金钢的显微组织分析一、实验目的二、实验原理与内容三、实验设备与实验材料四、实验结果（在下边圆内画出金相显微组织示意图,并将组织组成物名称以箭头引出标明）材料名称含碳量浸蚀剂放大倍数五、实验结果分析1、简述几种典型合金钢的组织特征，处理方法。

2、分析元素的作用以及组织和性能的关系。

六、实验总结实验名称铸铁和有色金属显微组织观察一、实验目的二、实验原理与内容三、实验设备与实验材料四、实验结果（在下边圆内画出金相显微组织示意图,并将组织组成物名称以箭头引出标明）材料名称铸铁含碳量浸蚀剂放大倍数材料名称含碳量浸蚀剂放大倍数五、实验结果分析（分析显微组织特征）六、实验总结。