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实验五碳钢的热处理及其硬度试验一．实验目的1）熟悉钢的几种热处理（退火、正火、淬火、回火等）；2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能（硬度）的影响；3）观察碳钢热处理后的显微组织；4）了解热处理工艺对钢组织和性能的影响；5）了解硬度测定的基本原理及应用范围；6）了解硬度试验机的主要结构及操作方法。
二．实验原理Ⅰ.碳钢的热处理1、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30～50℃，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，可根据相图确定（如图4所示）。
对亚共析钢，其加热温度为＋30～50℃，若加热温度不足（低于），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＋30～50℃，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 碳钢在箱式电炉中加热时间的确定加热温度(℃)工件形状圆柱形方形板形保温时间分钟/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。
碳钢热处理实验碳钢热处理实验报告专业:班级:组别:组员名单：姓名学号XX⼤学机电⼯程系指导⽼师：20XX年X⽉碳钢的热处理实验1⼀．实验⽬的（1）了解碳钢热处理⼯艺操作。
（2）学会使⽤马⽒体测量材料的硬度性能值。
（3）探讨淬⽕温度、淬⽕冷却速度、回⽕温度对40钢和T12钢的组织和性能的影响。
（4）巩固课堂教学所学相关知识，体会材料的成分—⼯艺—组织性能之间关系。
⼆、概述热处理是⼀种很重要的热加⼯⼯艺⽅法，也是充分发挥⾦属材料性能潜⼒的重要⼿段。
热处理的主要⽬的是改变钢的性能，其中包括使⽤性能及⼯艺性能。
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结构可以发⽣⼀系列变化。
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。
钢的热处理基本⼯艺⽅法可分为退⽕、正⽕、淬⽕和回⽕等。
三．实验原理(1)钢的热处理1.钢的退⽕：钢的退⽕指将钢加热到⼀定温度并保温⼀段时间，然后使它慢慢冷却的过程。
钢的退⽕是将钢加热到发⽣相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理⽅法。
2.钢的正⽕:正⽕，⼜称常化，是将⼯件加热⾄Ac3或Acm以上40~60℃，保温⼀段时间后，从炉中取出在空⽓中或喷⽔、喷雾或吹风冷却的⾦属热处理⼯艺。
其⽬的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应⼒，降低材料的硬度。
3.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30～50℃，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。
24.钢的退⽕：退⽕是⼀种⾦属热处理⼯艺，指的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。
t10等温球化退火温度
t10 等温球化退火温度是钢铁材料热处理过程中一个重要的参数。
本文首先介绍了t10 钢的性质和用途，作为一种常用的工具钢，t10 钢具有高硬度、高耐磨性和良好的韧性。
为了充分发挥这些性能优势，需要对t10 钢进行等温球化退火处理。
等温球化退火是一种钢铁材料热处理工艺，通过在适当的温度下保温一段时间，使钢铁材料中的碳化物球化，从而改善其力学性能。
对于t10 钢而言，等温球化退火的主要目的是消除因钢的冶炼、轧制和冷拔过程中产生的内应力，降低硬度，提高切削性能。
选择合适的t10 等温球化退火温度是实现良好热处理效果的关键。
一般来说，t10 钢的等温球化退火温度范围在900-1000℃之间。
在这个温度范围内，可以获得较好的球化效果，使碳化物呈球状分布，从而提高钢的性能。
影响t10 等温球化退火温度的因素主要有钢的化学成分、原始组织状态、退火制度等。
针对不同的t10 钢产品，需要根据这些因素合理选择等温球化退火温度，以达到最佳的热处理效果。
实际应用中，t10 等温球化退火温度的控制需要借助专业的热处理设备，如退火炉。
退火炉的操作人员需要根据钢的材质、规格和热处理要求，调整炉温和保温时间，确保热处理过程的顺利进行。
总之，t10 等温球化退火温度是影响钢铁材料性能的关键因素。
第1篇一、实验目的本次淬透性实验旨在探究不同合金元素对钢淬透性的影响，通过对比实验结果，分析合金元素对淬透性的作用机理，为钢铁材料的性能优化提供理论依据。
二、实验原理淬透性是指钢材在淬火过程中，其内部组织转变和硬度分布的特性。
淬透性好的钢材，在淬火后心部硬度较高，表面硬度较低，有利于提高零件的耐磨性和使用寿命。
淬透性主要受钢材化学成分、组织结构、冷却速度等因素的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 纯铁板- 钢铁合金材料（C钢、T钢、M钢、B钢）2. 实验仪器：- 淬火炉- 真空炉- 金相显微镜- 硬度计- 金属拉力试验机四、实验步骤1. 钢板准备：- 将纯铁板和钢铁合金材料分别加工成尺寸相同的试样。
- 对试样进行表面处理，确保实验结果的准确性。
2. 淬火工艺：- 将试样分别放入淬火炉和真空炉中，按照预定的淬火温度和时间进行淬火。
- 淬火过程中，严格控制冷却速度，确保试样内部组织均匀。
3. 组织观察：- 使用金相显微镜观察淬火后的试样组织，分析不同合金元素对淬透性的影响。
- 记录试样心部和表面的硬度值，分析合金元素对硬度分布的影响。
4. 性能测试：- 对淬火后的试样进行金属拉力试验，测试其抗拉强度、屈服强度和延伸率等性能指标。
五、实验结果与分析1. 金相组织观察：- 随着合金元素的增加，试样心部的珠光体组织逐渐减少，马氏体组织逐渐增多。
- C钢和T钢的淬透性较好，心部硬度较高；M钢和B钢的淬透性较差，心部硬度较低。
2. 硬度分布：- 淬火后，C钢和T钢的表面硬度较低，心部硬度较高；M钢和B钢的表面硬度较高，心部硬度较低。
- 合金元素的增加，使试样表面硬度降低，心部硬度升高。
3. 性能测试：- C钢和T钢的抗拉强度、屈服强度和延伸率等性能指标均优于M钢和B钢。
- 合金元素的增加，使试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率等性能指标得到提高。
六、结论通过本次淬透性实验，得出以下结论：1. 合金元素对钢的淬透性有显著影响，增加合金元素可以改善钢材的淬透性。
t10材料T10材料，是一种特殊的高速钢材料，被广泛应用于切割和加工工具的制造中。
T10材料的主要成分是碳（C）、钼（Mo）、钒（V）和钨（W），其中碳的含量最高，达到了1%，这是T10材料具有极高硬度的主要原因之一。
T10材料由于其优异的性能，在切割刀、弯管机刀片、模具刀具和锻造刀具等领域得到了广泛的应用。
它具有较高的硬度、优秀的耐磨性和较好的韧性。
在高速切割和加工过程中，T10材料可以有效地提高刀具的切削速度和切削效率，同时延长刀具的使用寿命。
T10材料的特殊组成可以提供较高的强度和硬度。
钼的添加可以增加材料的硬度和韧性，钒的添加可以增强材料的抗氧化性能，钨的添加可以提高材料的抗弯性能。
因此，T10材料具有良好的耐磨性和较高的抗冲击性能。
在切削和加工过程中，T10材料不易变形和损坏，能够保持较好的刀具形状和工作性能，从而提高加工质量和效率。
除了以上优点，T10材料还具有较好的耐高温性能。
在高温环境下，T10材料可以保持较高的硬度和强度，不易软化和变形。
这使得T10材料在高温切削和加工领域有着广泛的应用潜力。
然而，T10材料也存在一些局限性。
由于含碳量较高，T10材料在加工和热处理过程中容易产生较大的内部应力，可能导致材料的破裂和变形。
因此，在使用T10材料制造切削和加工工具时，需要进行合理的加工和热处理控制，以保证材料的整体性能。
总的来说，T10材料作为一种优质的高速钢材料，具有较高的硬度、耐磨性和韧性，能够提高切削和加工工具的切削速度和效率，延长刀具的使用寿命。
同时，T10材料还具有较好的耐高温性能，适用于高温切削和加工领域。
然而，由于其内部应力较大的特点，需要在加工和热处理过程中进行合理的控制。
总之，T10材料是一种非常重要的材料，对于提高切削和加工工具的质量和效率有着重要作用。
《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1.板条马氏体具有较高的强度、硬度和一定的塑性和韧性。
2.淬火钢经低温回火后的组织为m硬度、高塑性和韧性零件。
3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。
4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其c曲线的位置越右移。
6.钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能，为淬火准备显微组织；主要适用于过共析（高碳钢）钢。
7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。
8.T8钢的低温回火温度一般不超过250℃，回火组织为M循环+碳化物+Ar，硬度不低于58hrc。
（2）判断问题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。
（×）（×）3.高合金钢具有良好的淬透性和淬透性。
（×）4. 为了提高低碳钢的可加工性，常采用正火工艺代替退火工艺。
（√）（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。
（√）（三）选择题1.淬火和回火处理后的钢组织为B。
a．淬火马氏体b．回火索氏体c．回火屈氏体d．索氏体2．若钢中加入合金元素能使c曲线右移，则将使淬透性a。
a、增加B.减少C.不改变D.小样本增加，大样本减少3。
正火以消除碳素工具钢中的网状渗碳体，其加热温度为a。
a．accm+（30~50）℃b．accm-（30~50）℃c．ac1+（30~50）℃d．ac1-（30~50）℃4．钢丝在冷拉过程中必须经b退火。
a、扩散退火B.消除应力退火C.再结晶退火D.再结晶退火5．工件焊接后应进行b。
a．重结晶退火b．去应力退火c．再结晶退火d．扩散退火回来（+碳化物+ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的结构为T型背，一般用于高温σE）结构构件；高温回火后的组织为s循环，用于要求足够高的强度2．马氏体是碳在a-fe中所形成的过饱和间隙固溶体。
金属材料工程专业课程设计T10钢的淬火与低温回火工艺设计概述：1.1热处理原理与工艺热处理是对固态金属或合金采用适当方式加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的加工方法。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。
1.2 淬火工艺淬火：指将钢件加热到Ac3 或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。
常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。
淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。
淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。
通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。
另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。
淬火工艺主要用于钢件。
常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。
T10钢是一种碳素工具钢，其牌号和执行标准如下：
牌号：T10
标准：GB/T 1298-1986
T10钢具有较高的强度和耐磨性，但热硬性较低、淬透性不高且淬火变形大。
适用于制作通用低淬透性冷作模具钢、高级高碳工具钢。
在实际应用中，T10钢可以根据实际需求进行热处理，以提高其性能。
其推荐的热处理制度为：退火，硬度为197HB，压痕直径4.30mm；淬火，硬度为62HRC。
T10钢广泛应用于制作拉延模的凸模、凹模、镶块等，以及丝锥、锉刀、扩孔铰刀、板牙、刮刀、量规、木工工具等冷镦模、尺寸不大的冷冲模、软材料用切边模等。
t10目录钢T10概述T10碳素工具钢,强度及耐磨性均较T8和T9高,但热硬性低,淬透性不高且淬火变形大，晶粒细,在淬火加热时不易过热,仍能保持细晶粒组织;淬火后钢中有未溶的过剩碳化物,所以耐磨性高,用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。
适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。
T10碳素工具钢图片特性： T10是最常见的一种碳素工具钢，韧度适中，生产成本低，经热处理后硬度能达到60HRC以上，但是，此钢淬透性低，且耐热性差（250℃），在淬火加热时不易过热，仍保持细晶粒。
韧性尚可，强度及耐磨性均较T7-T9高些，但热硬性低，淬透性仍然不高，淬火变形大。
适用范围：这种钢应用较广，适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、还可以制作冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、纸品下料模、塑料成型模具、小尺寸冷切边模及冲孔模，低精度而形状简单的量具（如卡板等），也可用作不受较大冲击的耐磨零件等。
●交货状态：钢材以退火状态交货。
经双方协议，也可以不退火状态交货。
物理性能化学成分：碳 C ：0.95～1.04 （Tχ，χ：碳的千分数）硅 Si：≤0.35锰 Mn：≤0.40硫 S ：≤0.020磷 P ：≤0.030铬 Cr：允许残余含量≤0.25、≤0.10(制造铅浴淬火钢丝时)镍 Ni：允许残余含量≤0.20、≤0.12(制造铅浴淬火钢丝时)铜 Cu：允许残余含量≤0.30、≤0.20(制造铅浴淬火钢丝时)注：允许残余含量Cr+Ni+Cu≤0.40(制造铅浴淬火钢丝时)力学性能硬度：退火,≤197HB,压痕直径≥4.30mm;淬火,≥62HRC 热处理规范：试样淬火760～780℃,水冷淬火 T10钢推荐的淬火规范示于表2-22-7，冷处理情况见表2-22-8，淬火有关曲线示于图2-22-7~图2-22-13。
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。
t10钢的结晶过程及组织状态结晶是固态金属在固态化学反应中，发生了原子或分子的重新排列形成晶体的过程。
钢是一种合金，其中含有铁和碳，以及其他合金元素。
t10钢是一种碳钢，其主要成分为铁和碳。
在钢的结晶过程中，原子或分子会逐渐排列有序，形成晶体结构，从而影响钢的组织状态和性能。
在t10钢的结晶过程中，首先需要进行熔炼。
熔炼过程中，将t10钢的原料放入高温炉中进行加热，使得原料熔化。
随后，通过冷却，原料逐渐凝固形成固体。
在凝固过程中，原子或分子会重新排列有序，形成晶体。
t10钢的组织状态主要包括铁素体、珠光体和贝氏体等。
铁素体是钢中最基本的组织，是由α铁晶体组成的。
珠光体是由铁素体和碳骨架组成的结构，具有一定的韧性和抗拉强度。
贝氏体是在钢中形成的一种组织，具有较高的硬度和强度。
在t10钢的结晶过程中，具体的组织状态取决于冷却速率和合金元素的影响。
快速冷却会导致组织细化，形成细小的晶粒，从而提高钢的硬度和强度。
而慢速冷却则会导致组织粗化，形成大的晶粒，使钢具有较好的韧性和塑性。
除了冷却速率，合金元素也对t10钢的组织状态有重要影响。
例如，添加了适量的铬、钼等合金元素可以提高钢的硬度和耐磨性；添加适量的锰、硅等合金元素可以提高钢的强度和韧性。
合金元素的加入可以改变钢的晶粒形貌和组织结构，从而调整钢的性能。
t10钢具有一系列优异的特性。
首先，它具有较高的硬度和强度，能够满足一些对耐磨性要求较高的场合。
其次，t10钢具有良好的韧性和塑性，能够适应较大的变形和冲击载荷。
此外，t10钢还具有较好的耐腐蚀性能和热处理响应性，能够通过适当的热处理工艺进一步改善钢的性能。
总结起来，t10钢的结晶过程和组织状态是钢材形成和性能发挥的重要环节。
通过合理的冷却速率和合金元素的控制，可以得到不同的组织结构，从而满足不同工况下的需求。
t10钢具有较高的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性能，是一种重要的结构材料。
在实际应用中，我们可以根据具体要求选择合适的热处理工艺，进一步优化t10钢的组织和性能，以满足不同领域的需求。
习题三班级姓名成绩一、共析钢在加热时的组织转变有几个阶段？其影响因素是什么？答：钢从室温缓慢加热，最后转变为奥氏体的过程，称为钢的奥氏体化。
共析钢加热前原始组织为珠光体，加热到Ac1以上温度时，珠光体转变为奥氏体。
奥氏体化过程包括奥氏体的形核、长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体均匀化四个阶段。
奥氏体化的速度，取决于奥氏体的形核率和长大率，主要的影响因素是加热温度、加热速度、化学成分和原始组织状态。
二、什么叫过冷奥氏体？残余奥氏体？共析钢过冷奥氏体的等温转变的产物有哪些？答：奥氏体在A1线以上温度为稳定组织，而冷却至A1以下而尚不及转变的奥氏体，处于不稳定的过冷状态，通常称这种不稳定的过冷状态奥氏体为“过冷奥氏体”。
残余奥氏体——M转变结束后剩余的奥氏体。
共析钢过冷奥氏体等温转变的产物可分为三个转变区。
（1）高温转变区（珠光体型转变区）：过冷奥氏体在A1线至5500C温度范围的转变产物为铁素体和渗碳体片层相间的珠光体型组织。
其中：A1~6500C范围为粗片珠光体组织（P）；6500C~6000C范围为细珠光体组织，称索氏体（S）；6000C~5500C范围为极细珠光体组织，称托氏体（T）。
（2）中温转变区（贝氏体型转变区）：过冷奥氏体在5500C至Ms线温度范围的产物为贝氏体型组织，是过饱和铁素体和渗碳体组成的多相复合组织。
当转变温度为5500C~3500C时，为板条状过饱和铁素体之间分布着细小片状渗碳体的羽毛状组织，称为上贝氏体（B上），而在3500C~Ms线范围内，转变产物为针片状的下贝氏体（B下）。
（3）低温转变区（马氏体型转变区）：当奥氏体被连续急冷Ms线以下温度时，由于过冷度很大，原子扩散困难，过冷奥氏体发生特殊的马氏体转变，转变产物为马氏体。
三、什么是钢的等温冷却和连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式示意图？答：等温冷却——把奥氏体迅速冷却到Ar1以下某一温度保温，待其分解转变完成后，再冷至室温的一种冷却转变方式。
工程材料实验报告成绩
实验二碳钢的热处理及硬度测定班级学号姓名一、明确并写出实验目的
二、将材料热处理工艺及测定的硬度值填入下表
碳钢热处理工艺表布氏硬度实验条件5/750/10(压头直径/载荷/保荷时间)
三、根据上表热处理工艺分析以下几个问题
1 分析成分不同对钢热处理后性能影响的原因，其对应的组织是什么？
2 分析冷却速度对热处理后钢性能的影响。
3 绘制钢回火温度与硬度的关系曲线图，并分析硬度变化的原因。
4 实验中存在的问题。
工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告工程材料综合实验处理报告单位：过程装备与控制工程10-1班实验者: 侯鹏飞学号10042107胡兴文学号10042108李东升学号10042110【实验名称】工程材料综合实验【实验目的】运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。
通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的仪器和设备：1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系；3、了解碳钢的热处理操作；4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；5、观察热处理后钢的组织及其变化；6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。
【实验材料及设备】1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等；2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10）【实验内容】三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。
1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）。
做实验前完成。
样品加热温度保温时间冷却方式20# 880℃25min 空冷45# 淬火880℃高温回火600℃淬火25min高温回火25min水冷T10 900℃30min 水冷2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。
样品20# 45# T10 硬度HRB50 HRC20 HR633、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。
4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。
样品成分组织性能20# 马氏体F+P冲压性与焊接性良好45# 马氏体F+P经热处理后可获得良好的综合机械性能T10 马氏体+奥氏体P+Fe3C II硬度高，韧性适中【实验步骤】1、观察平衡组织并测硬度：（1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）；（2）观察并拍摄显微组织；（3）测试硬度。
摘要T10钢车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。
车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。
车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的构造、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等构造要素。
在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。
因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度，韧性和抗氧化性，还需具有高的耐热性〔红硬性〕，即在高温下仍能保持足够硬度的性能。
[关键词] 切削耐磨高硬度红硬性技术要求高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，假设没有足够的高的硬度是不能进展切削加工的。
否那么，在应力作用下，工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。
高耐磨性那么是保证和进步工具寿命的必要性，除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。
在化学成分上，为了使工具钢尤其是刃具钢具有较高的硬度，通常都使其含有较高的的碳〔W〔C〕=0.65%~1.55%〕，以保证淬火后获得高碳马氏体，从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少防止工具损坏是有利的。
大量的含碳质量分数又可进步耐磨性，碳素工具钢的理想淬火组织应该是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物，工具钢在热处理前都应进展球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状且分布均匀。
工作条件及性能要求刃具在切削过程中，刀刃与工件外表金属互相作用，使切削产生变形与断裂，并从工件整体剥离下来。
故刀刃本身承受弯曲、改变、剪切应力和冲击、振动等负载荷作用。
由于切削层金属的变形及刃具与工件、切削的摩擦产生大量的摩擦热，均使刃具温度升高。
切屑速度越快，那么刃具的温度越高，有时刀刃温度可达600℃左右。
失效形式及使用性能刀刃是的失效形式有很多种，磨损是刀具失效的主要原因之一，如崩刃，折断和断裂等等。
〔1〕为了保证刃具的使用寿命，应要求有足够的耐磨性。
高的耐磨性不仅决定于高硬度，同时也取决于钢的组织。
在马氏体基体上分布着弥散的碳化物，尤其是各种合金碳化物能有效地进步刃具钢的耐磨才能。
2015 45与T10钢热处理组织和性能比较研究
学生姓名： 所在院系： 所学专业：机械设计制造及其自动化 导师姓名： 完成时间： 2015年4月10日
45钢与T10钢热处理组织和性能比较研究 摘 要 为探讨热处理工艺对45钢及T10的影响，本文对45钢与T10做了退火，正火，淬火以及低温回火，中温回火，高温回火的热处理工艺处理,观察金相组织,测量布氏硬度，再对得到的数据进行系统详细的分析比较，结果表明再相同热处理下含碳量是影响45与T10在金相组织形成，硬度差异的主要因素。发现了随着含碳量的增加，钢的硬度、强度增加，塑性、韧性降低的结果。
关键词：热处理，金相组织，硬度，45，T10 45 steel T10 steel heat treatment and research organizations and Performance Comparison
Abstract To explore the Heat Treatment on 45 Steel and T10, the paper made of 45 steel and T10 annealing, normalizing, quenching and tempering, tempering temperature, tempering the heat treatment process, observe the microstructure, measuring cloth hardness, and then the data is systematically detailed analysis and comparison results show that the carbon content and then heat-treated at the same affect with T10 45 formed in the microstructure, hardness difference of the main factors. Found that with increasing carbon content steel hardness, strength increases, lower ductility, toughness results.
Keywords: heat treatment, microstructure, hardness, 45, T10 I
目 录 绪论................................................................................................................................ 1 1 实验材料及方法........................................................................................................ 2 1.1实验方案.................................................................................................................. 2 1.2实验材料及设备...................................................................................................... 2 1.3 实验方法................................................................................................................. 3 2 实验结果与分析........................................................................................................ 4 2.1 45钢与T10原始材料组织与性能分析 ................................................................ 5 2.2 45钢与T10在退火后组织与性能分析 ................................................................ 5 2.3 45钢与T10在正火后组织与性能分析 ................................................................ 6 2.4 45钢与T10在淬火后组织与性能分析 ................................................................ 7 2.5 45钢与T10在低温回火后组织与性能分析 ........................................................ 7 2.6 45钢与T10在中温回火后组织与性能分析 ........................................................ 8 2.7 45钢与T10在高温回火后组织与性能分析 ........................................................ 8 3 结论............................................................................................................................ 9 参考文献...................................................................................................................... 11 致谢.............................................................................................................................. 12 1
绪论 人类的发展史是与金属材料的应用及其发展紧密联系着的，特别是在近代，金属材料在人类文明中更占有特殊重要的位臵。据统计，目前在各种机械设备，车辆，船舶，飞机，水利电力设备，仪器仪表及国防无奇所用材料中，金属材料约占90%以上。没有各种性能符合要求的金属材料，近代文明的出现和发展是根本不可能的。[1]为了使金属材料获得所需要的性能，热处理技术发挥着重要的作用。 1949年建立新中国后，全国人民积极努力的工作，热处理技术已经获得了巨大的进步。新技术，新工艺和新设备不断的被应用于生产中，如可控气氛热处理，真空热处理，，感应热处理，多元共渗，及新的淬火介质大力的推广使用；机械化程度高的热处理作业炉和热处理生产线已经在不少工厂中建立起来；在科研单位，高等学校和工厂试验中已经广泛使用近代化研究手段，如透射电子显微镜，扫描电子显微镜，电子探针，X射线衍射仪和放射性同位素等，使热处理理论得到发展，产品质量和生产率都有很大的提高。[2]许多企业在产品市场竞争中都凭借其所掌握的热处理技术来保证产品质量，赢得胜利。 随着社会的快速发展，各种钢材种类需求量越来越大，要求越来越高，其中以用处最多的45和T10为例， 45钢为优质碳素结构钢，优质碳素结构钢主要用于制造机械零件。故又称为机械零件用钢，经过热处理后，可以获得良好的力学性能，可以用来制造齿轮，连杆，轴类，套筒等各种零件。它的最大弱点是淬透性比较低，截面尺寸比较大和要求比较高的工件不适合采用，45钢淬火温度一般在Ac3以上30-50的温度范围内，在实际操作中一般是取上限的，偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，并且能提高功效。为了使表面的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。T10作为优质碳素结构钢，广泛用于制造各种刃具，磨具，量具等。适于制造耐磨性要求比较高，切削条件比较差且不受剧烈和突然冲击震动而需要一定的韧性和具备锋利刃口的各种工具，也可用到不受较大冲击的耐磨零件。它作为一种碳素钢，生产成本是比较低的，经过热处理以后硬度甚至能达到60HR以上，但是由于它的耐热性比较差 ，钢的淬透性比较低，所以在淬火加热时不应过热，应该保持细晶粒 。韧性方面还可以，但是热硬性比较低，淬透性仍然不高，淬火变形比较大。 前人对45及T10分别做了大量的研究，从金相组织的观察分析到硬度的测量，对它们在生产生活中最大化运用做出了突出贡献，那么本文通过对这两种钢的进一步比较分析，会不会有新的发现呢？ 2
1 实验材料及方法 1.1实验方案 对45钢和T10分别各取6个试块样品进行热处理，热处理前分别各取一块45和T10的试样进行原始硬度以及金相组织的观察。然后分别对45和T10试样进行退火，正火，淬火以及低温回火，中温回火，高温回火的热处理，热处理期间要控制好它们的加热温度，加热速度，加热时间以及冷却时间。热处理完毕后采用布什硬度分别对每个试块进行部分，整体测试，再对每个热处理后的试样进行金相组织的观察，通过以上数据对它们进行一个系统性分析比较，从而得出合理的结论。
1.2实验材料及设备 本实验所用材料为45钢和T10钢 45钢为优质碳素结构钢，T10为碳素工具钢，它们所含化学组织如下表1-2：
表1-2 45与T10的化学成分[3]
牌号 化学成分/%
C Si Mn P S Cr Ni Cu ≤
45 0.42~0.50 0.17~0.37 0.50~0.80 0.035 0.020 0.025 0.25 0.25
T10 0.95~1.04 ≤0.35 ≤0.40 0.035 0.035 0.020 0.20 0.30 45钢是强度较高的一种中碳优质钢，因淬透性差，常以正火状态使用，在机械性能要求较高时，采用调质处理。冷变塑性中等，退火和正火的切削加工型比调质的好。用于制造强度要求较高的零件，如齿轮，轴，活塞销等以及受力不是很大的机械加工件，锻件，冲压件等。[4] T10钢是最常见的一种碳素工具钢，韧度适中，生产成本低，经热处理后硬度能达到60HRC以上。适于制造切削条件较差，耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击震动而需要一定的韧性和极具有锋利刃口的各种工具，如车刀，钻头，丝锥，扩孔刀具等。
