过冷奥氏体恒温转变综合动力学曲线测定.doc

过冷奥氏体恒温转变综合动力学曲线测定综合实验说明：本实验为综合设计分析实验，7学时，是材料科学基础实验（27学时）的一部分，为配合材料物理专业必修课材料科学基础而设定。课程负责人：龙毅，执笔：叶荣昌本实验以T8钢为研究对象，通过将必须数量的、具有一定大小尺寸的薄试样加热到钢的临界点以上，经保温达到充分奥氏体化，然后，分别转入温度低于A1线的不同温度的等温炉内，进行不同时间的等温停留，使过冷奥氏体在不同温度下进行不同程度的分解。测定奥氏体的组织转变量，以确定奥氏体开始分解（约5%的转变量）、转变50%及转变终了（约有5%未转变）的时间，并由此获得一系列数据，描绘出钢的C曲线。由于当试样开始转变或转变接近终了时，转变量很难确定，因此，配合采用硬度法，在试样上测量洛氏硬度。当未发生转变时，组织全部为马氏体，硬度值很高而且平稳，变化不大。当等温转变有转变产物形成时，由于高温和中温转变组织（如珠光体及贝氏体等）的硬度都低于马氏体，因此硬度下降。随着转变量增加，硬度值不断下降，直至转变完了，硬度值趋于平稳。金相硬度法是测定过冷奥氏体等温转变曲线最准确的方法，而且可以直接观察到不同等温条件下转变产物的组织形态和数量，这是其它方法所不能代替的。但是，由于金相硬度法需用试样数量较多，实验工作量大，因此，本实验采取分工协作的方式，将全班同学交叉分成六个小组,每组的保温温度相同，保温时间不同。首先，每个同学观测不同等温温度、不同等温时间处理所得显微组织，描绘出所观察到的金相组织，注明组织特征和相对量，并给出各自试样的硬度值；接着，各小组将本组样品叠加后观察奥氏体转变量随保温时间的变化；然后，各小组综合数据，绘出各等温温度下的硬度与保温时间的关系曲线，并分析结果；最后，全班数据综合，将不同温度下奥氏体转变相同的点连接起来，建立C曲线，并分析结果。本实验的顺利完成依赖于每一位同学的努力，个人实验结果的好坏对最终的综合数据具有直接影响，因此，通过这一实验不仅可以培养同学们动手实践能力与综合分析问题、解决问题的能力，而且，还可以培养同学们在一个课题研究中相互分工与团结协作的能力。一、实验目的本实验综合考查学生对所学理论知识与实验技术的综合运用能力，熟悉用金相硬度法测定过冷奥氏体恒温分解动力学曲线的方法，掌握过冷奥氏体在不同温度范围中恒温转变产物的特征，提高对组织的识别能力。此外，培养和考查学生撰写实验报告的能力。学生通过观察思考，对实验结果进行深入分析，通过结合所学理论知识，提出合理解释，并提交完整的实验报告，从而达到提高学生综合素质的目的。二、实验内容及方案1.按照规定工艺规范对试样进行热处理2.用金相硬度法测定过冷奥氏体恒温转变综合动力学曲线（即C曲线，或T-T-T曲线） 三、实验设备与材料1.金相显微镜，热处理炉，洛氏硬度计，砂轮，抛光机2.实验样品：T8钢（10mm2mm）四、实验基本要求1、 试样等温处理规定时间后，淬火处理过程应迅速，尽量降低操作过程的影响；2、 测量洛氏硬度时，试样应用粗砂纸磨平，每块试样至少测三点，取平均值，同时注意尽量降低各测点之间的相互影响；3、 试样在砂轮上磨截面时，应特别注意不能使试样过热，应随时用水冷却，以免发生回火影响组织观测的精度；4、 个人根据各自实验条件，初步分析确定不同等温温度及不同等温时间可能获得的显微组织；5、 个人测定各自试样铬氏硬度，并给出硬度值；6、 个人对各自试样进行显微组织观测，描绘出所观察到的组织形态，分析注明组织特征，并采用定量金相确定奥氏体的转变相对量；7、 各小组将本组样品叠加后观察，分析一定温度下奥氏体转变量随保温时间的变化规律，然后，综合本组数据，绘出相应等温温度下的硬度与保温时间的关系曲线，并分析结果；8、 全班数据综合，分别绘出如下关系曲线，并分析结果；1） 硬度与保温温度及保温时间的关系曲线；2） 组织转变量与保温温度及保温时间的关系曲线；9、 对实验结果进行分析讨论，找出存在的问题及其产生原因，并在200字以内对实验结果作出总结。本次实验是否达到了目的，如何进行改进。实验中应注意的问题：1. 实验温度，时间如何设计？2. 保温温度及保温时间变化对组织形态有何影响？3. 组织分析时如何确定不同的相?4. 定量金相时如何选用合适的放大倍数以更全面地显示组织形貌特征？5. 分析时要有针对性。五、实验报告要求根据以上要求给出一份完整的实验报告，注意实验报告中各部分安排的合理性，整洁程度也计入考核成绩。六、参考书目1、 门学勇主编，钢的相变实验及组织分析，哈尔滨工业大学出版社，1990.12