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目录1、作业任务 (2)2、编制依据 (2)3、作业准备和作业环境条件 (3)3.1检验人员资格要求及劳动力组织 (3)3.2设备、器材要求 (3)3.3施工场地及力能供应 (3)4、施工进度安排 (3)5、作业方法及工艺要求 (4)5.1作业措施、方案 (4)5.2施工流程 (6)5.3消除质量隐患的对策和出现问题的处理措施 (7)6、作业质量标准及质量要求 (7)6.1质量标准 (7)6.2检验范围、等级、方法及实施检验时机 (7)7、职业安全健康与环境管理 (7)附录1、突发事件应急预案 (9)硬度检测作业指导书1、作业任务1.1工程概况及作业范围本期工程一大一小两台机组，锅炉系采用东方锅炉（集团）有限公司产品，汽轮机和发电机采用上海电气集团公司的产品。
（1）锅炉：350MW机组采用的是蒸发量1131t/h的、超临界参数、一次中间再热、固态排渣、全钢构架、露天布置、直流式、前后墙对冲布置旋流燃烧器的煤粉锅炉，锅炉烟风系统按平衡通风设计，采用三分仓回转式空预器。
50MW机组采用的是蒸发量670t/h、高压参数、自然循环、单炉膛、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型布置燃煤锅炉，炉顶设轻型防雨屋盖，每台锅炉配置2台回转式空气预热器。
（2）汽轮机：350MW机组采用的是超临界、一次中间再热、三缸双排汽、单轴、8级回热、湿冷、双抽凝汽式汽轮机。
50MW采用的是高温高压、单缸单排汽、1级调整抽汽、背压式汽轮机。
（3）发电机：350MW机组采用的是额定功率为350MW的水－氢－氢冷却、自并励静止励磁系统发电机。
50MW机组采用的是额定功率为50MW的空冷、自并励静止励磁发电机。
本作业指导书针对华能应城热电联产“上大压小”（1×50MW+1×350MW）新建工程#4标段全厂范M以上高温螺栓、需要焊后回火的合金焊口、主蒸汽管、热段管的硬度检测编写。
适用于本工程围的32全厂范围内各类合金钢及碳钢零部件材质硬度检验。
实验二碳钢热处理的显微组织观察及硬度测定一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的基本组织；2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——F、P、Fe3C、M、T、S、M回火、T回火、S回火；3. 了解热处理工艺对碳钢性能（硬度）的影响；二、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织；经淬火得到的是非平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对含量．C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。
在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。
1．共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。
2．共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不用CCT曲线．而用C曲线(图1)来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时(相当于炉冷，见图1中的v1)应得到100％的珠光体；当冷却速度增大到v2(相当于空冷)，得到的是较细珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到v3(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至v4、v5(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后．瞬时转变成马氏体。
其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(v4)称为淬火的临界冷却速度。
3．亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，如图2所示。
当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2中v1)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增大，即v3＞v2＞v1时，奥氏体的过冷度逐渐增大，析出的铁素体越来越少，而珠光休的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
因此，v1的组织为铁素体+珠光体；v2的组织为铁素体+索氏体；v3的组织为铁素体+屈氏体。
实验二碳钢的热处理及硬度计使用一．实验目的1、熟悉碳钢的基本热处理的操作方法。
2、了解含碳量、加热温度、保温时间、冷却速度等主要因素对碳钢热处理后性能的影响。
3、学会洛氏硬度计的使用。
二．概述一．碳钢的热处理钢的热处理是利用钢在固态范围内的加热、保温、冷却，借以改变其内部组织从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种工艺方法。
普通热处理的基本操作包括退火、正火、淬火、回火等。
实施热处理操作时，加热问题、保温时间、冷却方式是最基本的环节，正确选择这三者的参数是热处理质量的关键。
1．1．加热温度的选择（1）退火加热温度：亚共析钢加热至Ac3+（30~50）ºC（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至Ac1+（30~50）ºC（球化退火）。
（2）正火加热温度：亚共析钢加热至Ac3+（30~50）ºC；过共析钢加热至Accm+（30~50）ºC退火和正火加热温度的选择如图3.1所示。
（3）淬火加热温度：亚共析钢加热至Ac3+（30~50）ºC；共析钢和过共析钢加热至Ac1+（30~50）ºC，如图3.2所示。
图3.1 退火和正火加热温度范围图3.2 淬火的加热温度范围钢的成分、原始组织及加热速度等皆影响临界点Ac1、Ac3、Acmm的位置。
在各种热处理手册或材料手册中，都可以查到各种钢的热处理加热文帝。
热处理时不能任意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大、氧化、脱碳和变形。
（4）回火温度的选择：钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能（工厂中常常是根据硬度的要求）。
按加热温度的高低，回火分为三类：1）低温回火：在150~250ºC的回火称为低温回火。
目的是降低淬火应力，减少钢的脆性，并保持钢的硬度。
常用于高碳钢的切削刀具、量具和滚动轴承的热处理。
2）中温回火：在350~500ºC的回火称为中温回火。
碳钢热处理实验报告碳钢热处理实验报告篇一：金属材料及热处理实验报告金属材料及热处理实验报告学院：高等工程师学院专业班级：冶金E111姓名：学号：杨泽荣411020102014年6月7日45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定目录一、实验目的............................................................... .. (1)二、实验原理............................................................... .. (1)1.加热温度的选择............................................................... .. (1)2.保温时间的确定............................................................... ............................................2 3.冷却方法............................................................... .. (3)三、实验材料与设备............................................................... .. (4)1.实验材料............................................................... .. (4)2.实验设备............................................................... .. (4)四、实验步骤............................................................... .. (4)1.试样的热处理 (4)淬火.................................................................................................................... 4 回火............................................................... ..................................................... 5 2.试样硬度测定............................................................... ................................................ 5 3.显微组织观察与拍照记录............................................................... .. (5) 样品的制备............................................................... .......................................... 5 显微组织的观察与记录............................................................... . (6)五、实验结果与分析............................................................... .. (6)1.样品硬度与显微组织分析................................................................. (6)2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响 (6)淬火温度的影响............................................................... .................................. 6 淬火介质的影响............................................................... .................................. 7 3回火温度对钢组织与性能的影响............................................................... .. (7) 回火温度对45钢组织的影响............................................................... ............ 7 回火温度对45 钢硬度和强度的影响.............................................................7 4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响 (8)合金元素对钢的淬透性的影响............................................................... .......... 8 合金元素对钢的回火稳定性的影响................................................................. 9 5碳含量对钢的淬硬性的影响............................................................... ......................... 9 六、结论............................................................... ........................................................... ........9 参考文献............................................................... .. (9)一、实验目的1. 掌握碳钢的常用热处理（淬火及回火）工艺及其应用。
实验三硬度测量一、实验目的1．了解布氏硬度计、洛氏硬度计的基本原理及使用方法1．初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系和热处理能改变材料硬度的概念。
2．根据不同材料的性能特点，正确选择硬度测定的方法。
二、实验原理硬度是指一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的抗力。
由于硬度试验简单易行，又无损于零件，因此在生产和科研中应用十分广泛。
另外，硬度和抗拉强度之间有近似的正比关系：σb=K·HB(Mpa)式中K为系数，对不同材料和其不同的热处理状态K值不同。
例如碳钢的K值为3.53，调质状态的合金钢为3.33，铸铝为2.55。
常用的硬度计有：洛氏硬度计：主要用于金属材料热处理后的产品性能检验；布氏硬度计：应用于黑色、有色金属原材料检验，也可测退火、正火后试件的硬度；维氏硬度计：应用于薄板材料及材料表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定；显微硬度计：主要应用于测定金属材料的显微组织及各组成相的硬度。
本实验重点介绍最常用的洛氏硬度试验法。
1．洛氏硬度试验1)原理洛氏硬度试验，是用特殊的压头(金刚石压头或钢球压头)，在先后施加两个载荷(预载荷和总载荷)的作用下压人金属表面来进行的。
总载荷P为预载荷P。
和主载荷P1之和，即P=P。
+ P1。
洛氏硬度值是施加总载荷P并卸除主载荷P。
后，在预载荷R继续作用下，由主载荷P。
引起的残余压人深度e来计算（图3—1）。
图3-1 洛氏硬度测量原理示意图图中，h。
表示在预载荷P。
作用下压头压入被试材料的深度，h1表示施加总载荷P并卸除主载荷P1，但仍保留预载荷P。
时，压头压入被试材料的深度。
深度差e=h1-h。
，该值用来表示被测材料硬度的高低。
在实际应用中，为了使硬的材料得出的硬度值比软的材料得出的硬度值高，以符合一般的习惯，将被测材料的硬度值用公式加以适当变换。
即HR=[K-(h1一h。
)]/C式中，K为一常数，其值在采用金刚石压头时为0．2，采用钢球压头时为0．26，C为另一常数，代表指示器读数盘每一刻度相当于压头压人被测材料的深度，其值为0．002mm。
碳钢的热处理及硬度测试实验报告实验名称：碳钢的热处理及硬度测试实验报告实验目的：1.了解碳钢的热处理原理和方法；2.通过实验测试，掌握碳钢经过不同热处理方法后硬度值的变化规律。
实验仪器和材料：1.碳钢试样；2.淬火油、冷却水；3.磨床、磨片；4.硬度计。
实验步骤：1.制备碳钢试样，将其切割成长约100mm、宽约20mm、厚约10mm的长方形块状试样。
2.试样表面进行粗磨和精磨，保证试样表面光洁无崩边、不得有划痕。
3.将碳钢试样放入炉中进行淬火处理。
炉温750~800℃，淬火油温度在60~100℃之间。
加热时间视试样大小及夹漏情况而定，通常5~15min。
将试样立即放入预备好的淬冷介质中进行淬冷，冷却介质为10℃以下的清水或慢速动力油。
4.进行退火处理。
将淬火状态的碳钢试样放入退火炉中，炉温为680~700℃，保温时间1~2h，然后炉门静止，自然冷却。
退火后试样表面变为光滑平整，无应力和氧化皮。
5.进行正火处理，炉温为860~900℃，加热时间3~6min。
试样达到定温的温度后，以2~3℃/min的速度升温。
6.进行硬度测试。
将不同状态的碳钢试样分别进行硬度测试，并记录硬度值。
实验结果：1.淬火处理后，碳钢的硬度值显著提高。
在淬火温度750~800℃范围内，淬火油温度为60~100℃时，碳钢的硬度值可达到HRC58以上。
2.经过退火处理后，碳钢的硬度值略微降低，但仍保持在HRC50以上。
3.经过正火处理后，由于晶粒长大而硬度值有较大幅度下降，硬度值在HRC20~40之间。
结论：1.淬火处理是碳钢热处理中硬化处理的主要方法。
2.退火处理可使材料的晶粒细化，使材料变得柔软，但硬度值略有降低。
3.经过正火处理后，硬度值明显下降，晶粒变大。
碳钢的热处理及硬度测试实验报告一、实验目的本实验旨在探究碳钢热处理的原理及方法，并通过硬度测试来评估不同处理方式对碳钢硬度的影响。
二、实验原理1. 碳钢热处理碳钢是一种含有较高量碳元素的合金钢，其硬度和强度与碳含量成正比。
碳钢的热处理主要包括退火、正火、淬火和回火四个步骤。
2. 硬度测试硬度是材料抵抗划痕或压入的能力，通常用Vickers硬度测试法来评估材料硬度。
三、实验步骤1. 准备样品：选择不同直径和长度的碳钢棒作为样品。
2. 退火：将样品放入电炉中，加热至800℃左右保温1小时后慢冷至室温。
3. 正火：将样品放入电炉中，加热至900℃左右保温30分钟后冷却至室温。
4. 淬火：将样品放入水中快速冷却。
5. 回火：将淬火后的样品放入电炉中，加热至400℃左右保温2小时后冷却至室温。
6. 硬度测试：使用Vickers硬度测试仪对不同处理方式的样品进行硬度测试。
四、实验结果经过退火处理后，碳钢的硬度降低，表现出较好的韧性；正火处理能够提高碳钢的硬度和强度；淬火处理能够使碳钢达到最大的硬度和强度，但同时也会使其变得脆性增加；回火处理可以减轻淬火后碳钢的脆性，但会降低其硬度和强度。
通过Vickers硬度测试仪测量，退火后样品的硬度为150HV，正火后为200HV，淬火后为350HV，回火后为250HV。
五、实验分析通过本实验可知，不同热处理方式对碳钢的性质有着显著影响。
在实际应用中需要根据具体情况选择合适的热处理方式来满足需求。
六、实验结论1. 碳钢经过不同热处理方式后其性质有显著差异。
2. 淬火能够使碳钢达到最大的硬度和强度，但同时也会使其变得脆性增加。
3. 回火处理可以减轻淬火后碳钢的脆性，但会降低其硬度和强度。
4. 在实际应用中需要根据具体情况选择合适的热处理方式来满足需求。
七、实验注意事项1. 热处理时需要注意安全，避免烫伤或其他意外事故。
2. 硬度测试时需要保证测试仪器的准确性和稳定性。
3. 实验结束后需要及时清理实验器材和场地。
金相分析及热处理综合实验指导书一、实验目的及要求本实验为综合性实验，要求学生在老师指导下独立完成，包括：原材料检测（金相组织、硬度）→ 热处理（去应力火）→ 终检（金相组织、硬度）的全过程并得出相关实验结果。
1．熟悉金相分析基本方法（金相试样的制备、观察、金相显微镜的使用）； 2．熟悉钢的热处理工艺及操作（退火工艺、热处理炉的使用）；3．熟练掌握洛氏硬度仪的操作，了解工业生产中常用硬度检测方法。
二、实验设备及材料1．设备金相显微镜、热处理炉及控温仪表、洛氏硬度计、砂轮机、预磨机、抛光机、吹风机。
2．试样材料20、45、T10(任选一种) 。
3．消耗材料Cr203抛光液、4％硝酸酒精溶液、棉花、水砂纸、金相砂纸、抛光布、水。
三、实验步骤及方法两人一个试样，做完该试样实验的全过程。
金相试样的制备过程主要步骤有：1．取样（已完成45号钢φ20×25）试样通常选取圆柱体或正方体。
试样可用手锯（软质）或薄片砂轮/切割机床（硬质）等切取或锤击成块（脆性）。
应注意试样的温度条件，必要时用水冷却，以避免正式试样因过热而改变其组织。
2．镶嵌（不需要）对不规则的材料，如果试样太小，直接用手磨制困难，可将其镶嵌在低熔点合金或塑料中。
因此本实验金相试样制备过程的步骤如下：3．磨制（1）粗磨用砂轮或锉刀将已截取试样去除飞边、毛刺、尖角等，将试样待观察面制成平面，可先在粗砂轮上磨平，候磨痕均匀一致后，即移至细砂轮上续磨，磨时须用水冷却试样，使金属的组织不因受热而发生变化。
粗磨（2）细磨经砂轮磨好、洗净、吹干后的试样，随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制。
方法：①将砂纸放在玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样，并使磨面朝下，均匀用力（轻微压力）沿直线向前推行，返回时试样要离开砂纸，如此反复，直至磨面上的磨痕被去掉，新的磨痕均匀一致时为止。
注意磨制以“单程单向”方式重复进行。
②从粗砂纸换到细砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并使试样的磨制方向调转90°，与旧磨痕成垂直方向。
目录前言 --------------------------------------------------------------------------------- 2实验一金属的磨片实验 --------------------------------------------------------- 3实验二铁碳合金的平衡组织观察 ---------------------------------------- 12 实验三钢的热处理综合实验 ------------------------------------------------- 20前言本实验指导书内容侧重于金相实验技术基本操作方法、热处理及金相显微组织的观察，使学生在金相实验基本技能方面得到初步训练并有利于巩固和深化课堂学到的知识，而热处理综合实验不仅能使学生建立起完整的知识体系，还能有效地提高学生的整体思维能力和总结概括能力。
实验一金属的磨片实验一、实验目的1 掌握金相显微试样的制备过程和基本方法，并观察、认识其金相显微组织；2 初步学会用比较法测定工业纯铁的晶粒度。
二、实验仪器及材料1 仪器：台式金相显微镜、预磨机、抛光机、吹风机等。
2 材料；45 钢待磨试样(O12×15)每人一块；各号金相砂纸(或水磨砂纸)一套；腐蚀剂；4％硝酸酒精；制备好的工业纯铁试样，棉球、镊子等。
三、实验内容在利用金相显微镜观察、分析和研究金属材料的金相显微组织时，需要在该材料的典型部位截取样块，然后通过一系列的制备过程，制成符合要求的金相显微试样。
即在金相显微镜下可以观察到很清晰的金相显微组织，其整个过程即为磨片。
磨片的方法与步骤如下：1 ．取样①取样的部位及磨面的选择根据被检验金属材料或零件的特点，加工工艺及研究目的进行选择，如：研究另件破裂的原因时，应在破裂部位取样，再在离破裂处较远的部位取样，以做比较。
研究铸造合金时，由于组织不均匀，从铸件表层到中心必须分别截取几个样品。
金属热处理及硬度和金相分析实验一、实验目的1．了解热处理设备及其操作过程2．学会使用金相显微镜3．学会使用硬度计4．掌握金相试样制备的根本操作方法，了解影响金相试样检验效果的主要因素5．了解碳钢的根本热处理〔退火、正火、淬火〕工艺方法，观察碳钢热处理后的显微组织形态6．了解热处理工艺对碳钢硬度的影响二、实验材料45#钢试件、水槽、油槽、火钳、平板玻璃、金相砂纸、抛光剂、浸蚀剂等三、实验设备及使用方法1．箱式电炉1—电炉2—控制器SX2-5-12实物图操作步骤如下：〔1〕翻开炉门，用火钳将工件放入炉中，关好炉门。
〔2〕按热处理工艺要求设置好控制程序并加热，具体操作方法详见附件三。
2．抛光机1—抛光盘2—电源开关PG-2实物图操作步骤如下：〔1〕用滴管将抛光液参加抛光盘绒布上，旋转电源开关至ON位置。
〔2〕手持工件将抛光面朝下,在抛光盘半径一半处抛光，注意力度，不要让试件飞出。
当感到阻力大时就要添加抛光液。
〔3〕抛光完毕，旋转电源开关至OFF位置。
3．金相显微镜1—微调手轮2—粗调手轮3—物镜4—目镜5—载物台XJ-16B实物图4X1实物图操作步骤如下：〔1〕观察所使用物镜3和目镜4的放大倍数，物镜和目镜的放大倍数刻在嵌圈上，显微镜放大倍数M=M物×M目。
〔2〕将试样放在载物台5上，使被观察外表倒置在载物台中间。
〔3〕转动粗调手轮2，待看到组织后，再转动微调手轮1，直到所观察的图象清晰为止。
4．硬度计1．操纵手柄2．变换载荷旋钮3．指示表4．压头5．支承台6．手轮HR-150A实物图操作步骤如下：材料编号洛氏硬度符号压头种类载荷Kgf〔N〕表盘上刻度颜色常用硬度值范围1和2 HRB 直径1.588毫米钢球100〔980〕红线25~100〔HB60～230)3和4 HRC 金刚石圆锥压头150〔1471〕黑线20~67(HB230～700)〔2〕将试样放在支承台5上，使被测面向上。
〔3〕顺时针方向转动手轮6升起支承台，使压头4压入试样。
实验三碳钢热处理的显微组织观察及硬度测定实验⼆碳钢热处理的显微组织观察及硬度测定⼀、实验⽬的1. 观察碳钢经不同热处理后的基本组织；2. 熟悉碳钢⼏种典型热处理组织——F、P、Fe3C、M、T、S、M回⽕、T回⽕、S回⽕；3. 了解热处理⼯艺对碳钢性能（硬度）的影响；⼆、概述碳钢经退⽕、正⽕可得到平衡或接近平衡组织；经淬⽕得到的是⾮平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，⽽且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
铁碳相图能说明慢冷时合⾦的结晶过程和室温下的组织以及相的相对含量．C曲线则能说明⼀定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适⽤于等温冷却条件；⽽CCT曲线（奥⽒体连续冷却曲线）适⽤于连续冷却条件。
在⼀定的程度上可⽤C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。
1．共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥⽒体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。
2．共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不⽤CCT曲线．⽽⽤C曲线(图1)来分析。
例如共析钢奥⽒体，在慢冷时(相当于炉冷，见图1中的v1)应得到100％的珠光体；当冷却速度增⼤到v2(相当于空冷)，得到的是较细珠光体，即索⽒体或屈⽒体；当冷却速度增⼤到v3(相当于油冷)，得到的为屈⽒体和马⽒体；当冷却速度增⼤⾄v4、v5(相当于⽔冷)，很⼤的过冷度使奥⽒体骤冷到马⽒体转变开始点(Ms)后．瞬时转变成马⽒体。
其中与C曲线⿐尖相切的冷却速度(v4)称为淬⽕的临界冷却速度。
3．亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的C曲线与共析钢相⽐，只是在其上部多了⼀条铁素体先析出线，如图2所⽰。
当奥⽒体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2中v1)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增⼤，即v3＞v2＞v1时，奥⽒体的过冷度逐渐增⼤，析出的铁素体越来越少，⽽珠光休的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
实验七碳钢热解决及硬度测定以及金相分析实验项目名称: 碳钢热解决及硬度测定、金相分析实验项目性质: 综合实验所属课程名称: 金属材料与热解决实验筹划学时: 4一、实验目（1）熟悉碳钢基本热解决（退火、正火、淬火及回火）工艺办法。
（2）理解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热解决后性能关系。
（3）分析淬火及回火温度对钢性能影响。
（4）学会洛氏硬度计使用。
（5）学会采用不同热解决工艺, 将会得到不同组织构造, 从而使钢性能发生变化。
二、实验内容和规定热解决是一种很重要金属加工工艺办法, 热解决重要目是改进钢材性能, 提高工件使用寿命。
钢热解决工艺特点是将钢加热到一定温度, 经一定期间保温, 然后以某种速度冷却下来, 通过这样工艺过程能使钢性能发生变化。
热解决之因此能使钢性能发生明显变化, 重要是由于钢内部组织发生了质变化。
采用不同热解决工艺过程, 将会使钢得到不同组织构造, 从而获得所需要性能。
普通热解决基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
1、热解决操作中, 加热温度、保温时间和冷却方式是最重要三个核心工序,也称热解决三要素。
对的选取这三种工艺参数, 是热解决成功基本保证。
Fe-FeC相图和C-曲线是制定碳钢热解决工艺重要根据。
2、加热温度（1）退火加热温度: 完全退火加热温度, 合用于亚共析钢, Ac3+（30~50℃）；球化退火加热温度, 合用于共析钢和过共析钢, Ac1+（30~50℃）。
（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；过共析钢是Accm+（30~50℃）, 也就是加热到单相奥氏体区。
退火和正火加热温度范畴见图2-1所示。
图2-1 退火与正火加热温度（3）淬火加热温度: 对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac1+（30~50℃）, 见图2-2。
钢临界温度Ac1、Ac3及Accm, 在热解决手册或合金钢手册中均可查到。
再经计算可求出钢热解决温度。
实验二碳钢的热处理及硬度测试实验报告实验二碳钢的热处理及硬度测试实验报告一、实验目的本实验主要探究碳钢的热处理工艺及其硬度变化，通过实际操作，理解并掌握热处理对碳钢硬度的影响，为实际生产过程中提供理论依据和工艺指导。
二、实验原理热处理是一种通过对金属进行加热和冷却来改变其内部显微结构，从而达到改变其物理和机械性能的工艺。
对于碳钢而言，热处理可以改变其硬度、韧性和耐磨性等。
其中，淬火是热处理中的一种重要工艺，通过将金属加热到一定温度，然后快速冷却，达到提高硬度的效果。
硬度是材料抵抗局部变形的能力，是材料力学性能的重要指标之一。
碳钢的硬度测试通常采用洛氏硬度或布氏硬度。
通过硬度测试，我们可以直观地了解热处理对碳钢硬度的影响。
三、实验步骤1.准备材料：选取一块碳钢（如20钢），并准备相应的热处理设备（如电炉、淬火设备等）。
2.样品处理：将碳钢切割成所需尺寸，并用砂纸打磨表面，以去除氧化皮和其他表面缺陷。
3.热处理：将碳钢加热到预设的淬火温度（如800℃），保温一定时间（如30分钟），然后以一定的冷却速度（如油淬或水淬）进行冷却。
4.硬度测试：采用洛氏硬度计或布氏硬度计，对热处理后的碳钢样品进行硬度测试，并记录数据。
四、实验结果及数据分析实验数据如下表所示：1.经过热处理的碳钢硬度明显高于原始碳钢，说明热处理可以提高碳钢的硬度。
2.冷却速度对碳钢的硬度影响较大。
在本实验中，采用油淬的冷却速度较慢，使得碳钢有足够的时间在高温下发生奥氏体转变成马氏体，从而提高硬度。
若采用更快的冷却速度（如水淬），则碳钢的硬度可能会更高。
3.保温时间对碳钢的硬度也有一定影响。
在本实验中，保温30分钟可以使碳钢充分加热并达到奥氏体状态，为后续的马氏体转变提供足够的能量。
若保温时间过短，可能导致碳钢加热不充分，影响硬度的提高。
五、结论本实验通过探究碳钢的热处理工艺及硬度测试，发现热处理可以有效提高碳钢的硬度，且冷却速度和保温时间对硬度也有影响。
碳钢热处理及硬度检测实验指导书机械工程学院2014.10.8目录一、实验目的.................................................................................................... １二、实验设备和仪器........................................................................................ １三、实验内容及要求........................................................................................ １四、实验原理及步骤........................................................................................ １五、实验结果分析及实验报告要求................................................................ ６六、考核方式.................................................................................................... ６一、实验目的了解钢的热处理操作及硬度实验原理，正确设计、制定钢的淬火工艺，利用热处理炉和硬度计进行碳钢的热处理，并用硬度计检测硬度，分析硬度与热处理工艺的关联性，从而增强对热处理原理与工艺的感性认识，加深对热处理的了解。
通过实验，使学生加深对课堂教学内容的理解，掌握热处理的基本原理和工艺基本知识，熟练使用热处理相关仪器设备。
同时可逐步提高从事本专业科学研究实验以及分析和解决实际工程问题的动手能力；提高学生将理论与实践相结合的能力。
实验七碳钢的热处理及硬度测定以及金相分析
实验项目名称：碳钢的热处理及硬度测定、金相分析
实验项目性质：综合实验
所属课程名称：金属材料与热处理
实验计划学时：4
一、实验目的
（1）熟悉碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。
（2）了解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热处理后性能的关系。
（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。
（5）学会采用不同的热处理工艺，将会得到不同的组织结构，从而使钢的性能发生变化。
二、实验内容和要求
热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。
钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定
时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织发生了质的变化。
采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。
正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。
Fe-FeC 相图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。
1、加热温度
（1）退火加热温度：完全退火加热温度，适用于亚共析钢，AC3+ （30~50C）；
球化退火加热温度，适用于共析钢和过共析钢，Ac i+ (30~50C)
(2)正火加热温度：对亚共析钢是AC3+ (30~50C)；过共析钢是Ac cm+
(30~50C),也就是加热到单相奥氏体区。
退火和正火的加热温度范围见图2-1所示。
图2-1退火与正火的加热温度
(3)淬火加热温度：对亚共析钢是AC3+ (30~50°C)；对共析钢和过共析钢是Ac i+ (30~50C),见图2-2。
钢的临界温度Ac i、AC3及AC cm，在热处理手册或合金钢手册中均可查到。
再经计算可求出钢的热处理温度。
也可以利用铁碳相图决定A i、A3及Ac m点的温度再加上10~20C即近似Ac i、AC3及Ac cm，然后再计算热处理温度。
表
是各种碳钢的临界温度。
1200- A A cm
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1000L
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图2-2 淬火加热温度范围
(4)回火温度：钢淬火后必须要回火。
回火温度决定于最终所要求的组织和
性能。
按加热温度，回火可分为低温、中温及高温回火三类。
低温回火在
150~250C进行回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为HRC60,常用于切削刀
具和量具；中温回火是在350~500C进行回火，硬度约为HRC35~45，主要用于各类弹簧热处理；高温回火是在500~~650C进行，所得组织为回火索氏体，硬度为
HRC25~35,用于结构零件的热处理；高于650E的回火为珠光体，硬度较低。
例如，45钢的回火温度经验公式如下
T=200+K (60-X)
2-1
式中K――系数，当回火后要求的硬度值大于HRC30时，K=11;当硬度值
小于HRC30 时，K=12 ;
X ――所要求的硬度值(HRC)。
2、加热时间
热处理加热时间与许多因素有关，例如工件的尺寸、形状、使用的加热设备、装炉量、钢的种类；热处理类型、钢材的原始组织、热处理的要求和目的等。
上述因素都要综合考虑，具体参考数据可查有关手册。
3、冷却方法
热处理的冷却方法至关重要，控制不同的冷却速度(即采用不同的冷却
方式)，可得到不同的组织，从而有不同的性能。
(1)退火一般采用随炉冷却，冷到500C左右，可以出炉空冷，不必在炉中冷到室温。
(2)正火多采用在空气中冷却，大件常进行吹风冷却。
(3)淬火采用急冷方式，即冷却速度应超过钢的临界冷却速度，以保证得到马氏体组织，另一方面冷却速度应当尽量缓慢，以减少内应力，避免变形和开裂。
为了调和上述矛盾，可以采用适当的冷却剂和冷却方式。
常用的淬火方法有双液淬火、分级淬火、单液淬火、等温淬火等。
常用的淬火介质有清洁的自来水、浓度为5~10%的NaCI水溶液、矿物油等。
三、实验主要仪器设备和材料
1. 箱式电炉及控温仪表；
2. 水银温度计；
3. 洛氏硬度机；
4. 抛光机；
5. 金相显微镜；
6. 冷却剂：水、油；
7 .试样：20钢、45钢、T12钢四、实验方法、步骤及测试结果
1. 淬火部分的内容及具体操作步骤
(1)根据淬火条件不同，分五个小组进行，见表3-2
(2)加热前先将全部试样测定硬度，一律用洛氏硬度测定。
(3)根据试样钢号，按照Fe-Fe3C相图确定淬火加热温度和保温时间(可按1分钟
/每毫米直径计算)。
(4)各组将淬火及正火后的试样表面用砂纸磨平，以测出硬度值( HRC)
填入表2-2。
注：1~4组各种钢号一块，5组除20、T12钢各一块外，45钢取五块，以供回火用。
2. 回火部分的内容及具体步骤:
(1)根据回火温度不同，分五个小组进行，见表3-3。
各小组将已经正常淬火并测
定过硬度的45钢试样分别放入指定温度的炉内加热，保温30分钟, 然后取出空冷。
(2)有砂纸磨光表面，分别在洛氏硬度机上测定硬度值。
(3)将测定的硬度值分别填入表2-3中。
表2-3 回火实验
3 •洛氏硬度计测量方法：
(1)选择合适的压头及载荷。
(2)根据试件大小和形状选择载物台。
(3)试件上下两面磨平，然后置于载物台上。
(4)加预载荷，按顺时针方向转动升降机构的手轮，将试样与压头接触，并观察读
数百分表上小针移动至小红点上为止。
(5)调整读数表盘，使百分表盘上的长针对准硬度值的起点，如测HRC、
HRA硬度时，把长针与表盘上的黑字G处对准；测量HRB时，使长针与表
盘上红字B对准。
(6)加主载荷。
平稳地扳动加载手柄，手柄自动长高至停止位置(时间为5~7秒)，
并停留10秒。
(7)卸除主载荷。
扳回加载手柄至原来位置。
(8)读数。
表上长针指示的数字为硬度的读数。
HRC、HRA读黑数字；
HRB读红数字。
(9)下降载物台，取出试样。
(10)用同样方法在试件的不同位置测三个数据，取其算术平均值为试件的硬度
值。
4. 各试样金相组织观察。
观察和并绘画各碳钢不同热处理条件下的显微组织特征;
5 •注意事项
(1)本实验加热和用的都为电炉，由于炉内电阻丝距离炉膛较近，容易漏电，所以
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。
开关炉门
要迅速，炉门打开时间不宜过长。
(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，否则试样表面会由于冷却不均而出现软点。
(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。
(7)试件的准备：试件表面应磨平、且无氧化皮和油污等；试件形状应能保证试验
面与压头轴线相垂直，测试过程应无滑动。
(8)压痕间距或压痕与试件边缘HRA>2.5mm; HRC>2.5mm； HRB>4mm。
不同的洛氏硬度有不同的适用范围，应按附录表2选择压头及载荷。
这是
因为超出规定的测量范围时，硬度计的精确度及灵敏度均较差，以致结果的准确性较差。
例如HRB102, HRC18等的写法是不准确的，是不宜使用的。
五、实验报告要求：
1 •实验报告要求内容包括实验目的，实验内容和要求、实验主要仪器设备和材料、
实验方法、步骤及结果测试。
2•绘画各种碳钢不同热处理条件的组织特征。
3. 分析实验中存在的问题。
六、思考题
1. 结合本次实验，分析加热温度与冷却速度对钢性能的影响。
2. 结合本次实验，分析含碳量对钢性能的影响。
3. 结合本次实验，绘制出45钢回火温度与硬度的关系曲线图。
