赵鹏程综合实验报告.doc

内蒙古科技大学本科生综合实验报告 题目：材料综合实验 学院：国际学院 专业：材料成型及控制工程 姓名：赵鹏程 学号：0876105505 指导老师：陈林热轧Q345组织性能分析报告一、实验目的：1通过实验室130二辊可逆轧机对Q345钢进行轧制实验，分析其在相同加热温度、轧制温度、压下量的条件下，不同的冷却方式对材料组织的影响。2掌握箱式加热炉加热炉使用方法，操作130二辊可逆轧机，以及熟练切割机。磨样、抛光方法的技能及腐蚀与拍照观察组织。3熟悉实验设计过程及操作过程，分析和比较组织形状，说明影响形成不同组织形状的原因，得出最终的结论。二、实验材料：（材料简介加化学成分表）具体见表11三、实验方案：1加热温度：1050，保温15分钟2事先把试样摆放在耐火砖上，要求每块试样之间有一定的间隙，保证加热后易于由加热炉中取出。当炉温接近1050时连同耐火砖放入加热炉中。3保温时间到后：将试样Q345钢在开轧为温度1050控轧温度为1000进行30%的轧制变形，轧制变形单道次后试样水冷。四、实验设备及器材：1、金相切割机：QG-2金相试样切割机（以下简称切割机）是利用高速旋转的薄片砂轮来截取金相试样，它广泛地适用于金相实验室切割各种金属材料。由于本机附有冷却装置，用来带走切割时所产生的热量，因而避免了试样遇热而改变其金相组织。2、加热炉（箱式炉）：炉内有12根加热棒，炉腔为2020cm方形结构。加热炉特点：（1）炉体设计，侧挂式控制器美观，大方；（2）采用全新数字式仪表，温度智能控制，可减少视读和人为操作误差，大大提高了工作效率。3、二辊可逆式实验轧机：1964年产130二辊可逆轧机，轧辊直径130mm。五、实验步骤:1、样品切割:将试样切割成长约100mm，宽约25m，高度7.63mm的式样。2、加热:将Q345钢式样放入箱式加热炉里，在加热温度1050保温15分钟。3、轧制:在出轧制温度为1050控制温度为1000放在130二辊可逆轧机以压下量为20%轧制一道次，轧后Q345钢式样放入水中冷却。轧制参数表试样编号试样代号及厚度尺寸（mm）轧制温度轧制道次冷却方式轧前厚度轧后厚度1号7.635.6310001空冷2号7.635.61水淬4、磨样抛光:将切割下方式样磨平，在将式样用120号砂纸磨去画痕，反转90用240砂纸磨去120号砂纸划痕，同上依次用400、600、800砂纸打磨。再将磨好式样进行抛光。5、腐蚀与拍照:降式样抛光好的面滴酒精冲洗，然后4%硝酸酒精腐蚀，腐蚀一段时间立即用清水冲去腐蚀液，在用酒精清洗，吹干式样。使用显微镜观察组织并用计算机拍照。六、实验结果分析：1、单道次淬火后，得到的金相显微组织如图1所示: ab20m20m (a)图为单道次水冷的Q345钢 (b) 图为单道次空冷的Q345钢图12、单道次空冷后，得到的金相显微组织如图2所示: a c20m20m(a)图为单道次水冷的Q345钢 (C)图为多道次空冷的Q345钢图23、分析造成金相组织不同的原因:轧后冷却速度对轧后组织的影响：单道次轧制压下30%后(a)图是进行淬火得到铁素体、珠光体和马氏体且晶粒相对细小，而轧制后(b)图是进行空冷得到铁素体和珠光体且晶粒相对粗大，(c)图是多道次轧制后空冷得到铁素体和珠光体且道次压下量不大，所以晶粒相对粗大并不均匀。因为加热轧制后，通过淬火可以使温度迅速降低，使得二次在结晶不再发生,其动态在结晶也受到一定的影响.所以看到的晶粒是比较细小的。图1，a图与b图比较的晶粒是相对细小的，原因是水冷过程中温度变化迅速，使其不发生结晶与再结晶的过程，所以晶核长大过程时间短，晶粒就相对细小。b图的晶粒是相对粗大的，其原因是空冷过程中温度变化缓慢，有足够时间发生在结晶与二次再结晶，晶粒从有畸变能状态转化为无畸变状态，在温度降低过程中有大量晶核在长大，所以形成的晶粒是比较粗大的。图2，c图为多道次轧制温度在1000以上，即处于奥氏体再结晶区轧制4，由于温度较高，所以在轧制过程中和轧制后变形的晶粒发生再结晶，成为等轴晶，且很容易长大。为了避免晶粒长大，必须加大道次变形量，使长大的晶粒在变形过程中又一次破碎。实践证明：在高温区轧制，道次变形量大于15-20%，奥氏体晶粒的均匀化程度较好。本次轧制的道次变形量在10-12%，所以晶粒比较不均匀1。a图原因是水冷过程中温度变化迅速，使其不发生结晶与再结晶的过程，所以晶核长大过程时间短，晶粒就相对细小。4、实验误差分析(1) 冷却介质的影响当冷却用的水温过高时，会对冷却速度造成一定的影响，从而影响马氏的形成，表现为淬透性比较差，马氏体量变少。(2)金相图中，晶界和晶粒不是很明显可能是磨试样时没有磨平，或者是抛光后表面任有划痕。还有可能是腐蚀液过期或者配比浓度过小，使腐蚀不完整。七、总结通过以上分析可知，经过水冷的Q345组织晶粒细小，并且含有马氏体组织强度较好，而经过空冷的Q345组织晶粒相对粗大，且不含马氏体，组织强度不好，由此可知要求组织强度的使用水冷工序可使组织强度高，晶粒细小，韧性好。然而，不足之处也很明显，水冷后钢板的延伸性不如空冷后的钢板，另外，由于实验室条件限制及操作不足，导致实验对比结果并不是非常好。八、参考文献：1李银华.殷兰田.梁宝珠.宽厚板Q345轧制工艺探讨2009第4