工程材料—钢的热处理
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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。
机械工程材料钢的热处理案例分析姓名:学号:专业:年级:学院:指导教师:青海民族大学2020年12 月27 日摘要钢的热处理:是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材,提高机械零件的使用性能,而且还可以用于改善钢材的工艺性能。
其共同点是:只改变内部组织结构,不改变表面形状与尺寸。
对45钢的热处理时45钢淬火处理后最高可以达到HRC55,当然要求热处理工艺和材质成分要对。
但要达到HRC55的硬度,45钢就只能进行低温回火,得到的回火马氏体较粗大,材料硬而脆,使用意义不在,所以一般45钢淬火后的硬度控制在HRC50左右。
如果没有耐磨性的要求,更常用的是调质处理。
目录第一章绪论1.1中国钢铁产业的现状,1.2碳钢的应用、优点及缺点...1.3钢的热处理工艺1.4本论文研究内容第二章普通热处理工艺对45钢组织和硬度的影响2.1普通热处理工艺对45钢组织的影响2.2普通热处理工艺对45钢硬度的影响第三章结论参考文献.第一章绪论1.1中国钢铁产业的现状中国1949年全国产钢只有16万吨,新中国成立,我国钢铁工业进入-一个崭新的历史时期。
1996年钢产量超过1亿吨,2005年的钢产量达到了创纪录的3.5亿吨,2007年我国生产粗钢近4.9亿吨,总体星较快增长态势。
60多年来中国的产钢量增长1000多倍,成为世界钢铁发展史上的大奇迹。
当前钢铁生产的发展得益于钢铁科技发展为钢铁行业的清洁生产奠定了良好的基础,使钢铁生产不断降低消耗与成本,不断优化钢铁材料的性能,成为各行业协调发展,优化环境的重要支撑条件。
钢铁科技的自身优化与完善,还有赖于信息、环境、装备、加工等学科技术进步的推动。
可以肯定,今后直到2020年的10~15年内,钢铁工业作为国民经济重要基础产业与支柱产业的地位不会改变。
目前,我国钢铁产业的生产力布局相对比较分散,产业布局方式既不适应铁矿资源结构的变化,也有悖于市场选择和环保优先的原则。
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。
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。
钢的普通热处理方法:
1.正火:将钢加热到适当温度,保温一段时间后取出在空气中
冷却。
正火的主要应用范围有:用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理;用于中碳钢,可代替调质处理作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理;用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织;用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能;用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向;用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
2.淬火:将钢加热至高温后快速冷却,使其硬化。
淬火的主要
目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。
3.回火:将淬火后的钢加热到一定温度并保温一段时间,然后
冷却。
回火的主要目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。
4.退火:将钢加热至适当温度并保温一段时间后缓慢冷却。
退
火的主要目的是调整硬度以方便切削加工,消除内应力,稳定尺寸,防止加工中变形。
退火还能细化晶粒,改善组织。
5.表面热处理:包括表面淬火和火焰加热表面淬火等。
表面热
处理的主要目的是提高材料表面的硬度和耐磨性。
6.化学热处理:包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
化学热处理的
主要目的是改变材料表面的化学成分,以提高其耐腐蚀性和耐磨性。