热处理实验报告

热处理工艺对钢组织与性能的影响一、试验目的了解热处理工艺、组织和性能之间的关系。了解热处理设备和几种热处理工艺的实际操作，生疏合金元素在钢中的作用。考察学生综合运用所学理论和试验技术的力量，培育学生独立分析和解决问题的力量。二、试验内容与方案40、40CrNiT8三种，对于每一种钢材，要求得到如下组织：(1)晶粒粗大的马氏体+剩余奥氏体；(2)晶粒细小的马氏体+(3)回火马氏体；(4)回火屈氏体；(5)回火索氏体；(6)铁素体(或渗碳体)+4040CrNi钢还要求得到如下组织：(1)屈氏体网+马氏体+剩余奥氏体；(2)铁素体+马氏体+剩余奥氏体。全班分三组，每组选一种钢材，每人选一种组织进展如下试验：依据所选钢种和组织，综合运用所学的热处理学问，制定合理的〔或能得到所要求显微组织的〕热处理工艺；依据制定的热处理工艺对钢进展热处理；测定热处理后钢材的性能(硬度、T8钢可作拉伸和冲击试验)；制备金相试样，观看组织并记录(照相)；总结并争论试验结果。三、试验设备与材料40、40CrNiT8钢试样加热炉硬度计拉伸试验机冲击试验机金相显微镜及数码照相系统磨光机及金相砂纸抛光机及抛光液浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等四、试验根本要求1.〔包括试验时间的具体安排。他同学协调好。2．在每个同学依据所选钢种和组织制定了相应热处理工艺的根底上，以组为单位争论并协调热处理方案；依据方案进展热处理、性能测定、组织观看与记录；以组为单位分析和总结试验结果，然后再以班为单位分析和总结试验结果。五、试验结果分析依据所选钢种和组织，给出合理的热处理工艺，并作简要分析T8300℃回火得到的金相图钢淬火后在300℃左右回火时，易产生不行逆回火脆性。回火到200～300℃的温度范在中碳和高碳钢中这个转变比较明显。低温回火脆性，在300℃左右回火后存在低温回火脆性。此脆性区正是碳化物转变的温度区间，即由于ε碳化物转变成的χ-Fe5C2 以及θ-Fe3C沿马氏体板条或片的界面呈薄膜状析出，引起韧性明显降低，这是形成低温回火脆性的主要缘由。韧性的残余奥氏体分解成回火马氏体或贝氏体也促进此类脆性。在更高温度回火后脆性消逝，假设再次在300℃四周回火，脆性不再消灭，故又称不行逆回火脆性。记录试验结果，画出回火温度与硬度之间的关系曲线试验数据材质1000860770回火水淬油淬正火20030040050060045#〔4〕61.811.318.77.954.422.713.524.129.417.755.319.219.88.948.224.28.225.129.921.758.518.519.8952.226.77.625.528.622.458.516.319.48.651.624.59.824.929.320.640CrNi42.545.237.844.74443.739.736.731〔8〕41.345.64042.844.245.439.437.431.141.745.640.340.943.845.839.437.43141.845.539.442.8444539.537.531水淬油淬T8〔T〕64.730.166.131.811.541.846.4725.265.131.966.337.411.836.946.68.325.164.631.164.332.512.54446.28.125.43165.633.911.940.946.47.825.2回火温度与硬度之间的关系曲线：T8T8〔T〕回火温度与硬度之间的关系曲线度硬605040300T80100200300400500600700温度回火温度与硬度之间的关系曲线度硬50450100200300400500600700温度40CrNi40CrNi〔8〕回火温度与硬度之间的关系曲线度硬0系列10100200300400500600700温度分析淬火温度、淬火介质对组织和性能的影响〔〕亚共析钢的淬火加热温度一般为，此时铁素体完全溶于奥氏体中，得到细而均匀的奥氏体晶粒，淬火即获得细小的马氏体。假设在Ac1～Ac3之间加热，淬火冷却后有剩余铁素体，使强度、硬度降低；假设加热温度过高，奥氏体晶粒粗化，淬火后则得到粗大马氏体组织，导致脆性增加，且简洁变形开裂。过共析钢淬火加热温度为〔0韧性。假设淬火温度过高，碳化物溶解，奥氏体含碳量增加，Ms和Mf点下降，淬火后剩余低，而且是脆性增加，淬火开裂倾向增大。〔2〕淬火冷却时为了获得马氏体，必需使冷却速度大于vk；而快冷将产生巨大的组织应力和热应650以上缓慢冷却以减小热应力；650～400度之间快冷，以避开过冷奥氏体分解；400较强的淬火介质，如水；合金钢的临界冷却速度小，可承受比较缓和的淬火介质，如油。分析回火温度对组织与性能的影响〔1〕低温回火〔150～250度〕愈合。〔2〕中温回火〔350～500度〕中温回火组织为回火屈氏体，具有高的弹性和肯定的强度，塑性及韧性，在300～450回火时，钢的弹性极限最高。〔3〕高温回火〔〕500度〕火索氏体。某些高合金钢淬火后经过高温回火，能获得更高的硬度、耐磨性和红硬性。某些高合金渗碳钢只有承受高温回火才能降低硬度，改善切削加工性能。分析合金元素对淬透性、回火稳定性等的影响合金元素对马氏体淬透性的影响Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强，Si与Ni次之。为了提高构造钢的淬透性，不仅要格说来应称为马氏体淬透性。承受提高过冷奥氏体稳定性的强碳化物形成元素〔如Cr、Mo等〕与强化铁素体的元素〔如Ni、Mn、Si等〕的协作，可以在很大程度上提高马氏体的淬透性。这几种元素同时参加钢中的效应，往往比单个元素的作用的总和要大好多倍。Cr或Mo来合金化，则在珠光体转变区〔600～650℃〕和贝氏体转〔300～350℃左右NiMo来合金化，在珠光体转变区〔450～550℃左右〕也有一个奥氏体不稳定区域。但是假设承受上述两种元素的协作，将使奥氏体不管在650～600℃的温度范围内还是在350～300℃温度范围都有很高的稳定性.在构造钢中，一方面含有Cr、Mo等碳化物形成元素，另一方面含有非碳化物元素〔如Ni、〕及弱碳化物元素，这种协作，可以大大地提高过冷奥氏体的稳定性，从而显著的提高淬透性。贝氏体淬透性却速度下，获得贝氏体组织，以适应金属构件和机械制造上某些工件综合机械性能的需要。0.3%Mo贝氏体，Mo是不行缺少的元素，但是为了使较大截面的钢在空气冷却条件下，获得单一的贝氏体，还必需参加能