不同淬火溫度對材料組織性能的影響.docx

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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學綜合實驗論文本科綜合實驗論文（題目：不同淬火溫度對材料組織性能的影響學生姓名：學院：材料科學與工程系別：材料與冶金工程專業(yè)：材料物理班級：指導教師：年月1內(nèi)蒙古工業(yè)大學綜合實驗論文目錄第一章不同淬火溫度對材料組織性能的影響11.1實驗目的11.2實驗設備及材料11.3實驗原理11.4綜合實驗方案與步驟21.4.1實驗方案21.4.2實驗步驟2第二章實驗結(jié)果32.1熱處理前后性能32.2試樣組織照片3第三章實驗結(jié)論與分析8參考文獻108內(nèi)蒙古工業(yè)大學綜合實驗論文第一章不同淬火溫度對材料組織性能的影響1.1實驗

2、目的①熟悉中碳鋼（45鋼）的基本熱處理（淬火、回火）的工藝方法；②熟悉式樣的制備過程（粗磨、精磨、拋光、侵蝕）；②學習利用淬火及回火前后鋼件組織形貌分析影響性能原因；③利用亞共析鋼的熱處理工藝的原理及工藝方法研究淬火、回火溫度對鋼件組織與物理性能（硬度、電阻率等）的影響；1.2實驗設備及材料箱式電阻爐、試樣切割機、砂輪機、紗紙等拋光機、洛氏硬度計、4%的硝酸、酒精、金相顯微鏡雙臂電橋電阻率測試儀、淬火介質(zhì)常溫水、45鋼圓柱試樣如下1.3實驗原理圖1-1鐵碳部分相圖圖1-2共析鋼冷卻轉(zhuǎn)變曲線淬火：將鋼加熱至臨界點Ac3或A

3、c1以上一定溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度的11內(nèi)蒙古工業(yè)大學綜合實驗論文速度冷卻得到馬氏體的熱處理工藝。對于亞共析鋼通常加熱至Ac3以上30-50℃。淬火介質(zhì)冷卻能力越大，鋼的冷卻速度越快，越容易超過鋼的臨界淬火速度，淬硬層越深，但將產(chǎn)生巨大的淬火應力。水的冷卻能力很大，但冷卻特性不好；油冷卻特性較好，但冷卻能力較低?；鼗穑簩⒋慊痄撛贏1以下溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當方式冷卻到室溫的工藝。低溫回火溫度約為150-250℃，回火組織主要為回火馬氏體，得到混合馬氏體，有很高的硬度和耐磨性，提高了鋼的強度和

4、塑形，保持優(yōu)良的綜合力學性能。中溫回火溫度約350-500℃，回火組織主要為回火托氏體，具有較高的強度和硬度，良好的塑形和韌性。高溫回火溫度約500-650℃，組織為回火索氏體?；鼗鸨貢r間一般為1-2小時。淬火加熱溫度的選擇：45鋼屬于亞共析鋼，在一般的熱處理工藝中，奧氏體化時需要加熱到Ac3以上30-50度，否則加熱到雙相區(qū)，由于淬火組織中存在軟相鐵素體會導致強度和硬度大大降低，從而導致性能嚴重下降淬火冷卻介質(zhì)的選擇：45鋼是中碳鋼，因而淬透性比較差，所以為了獲得馬氏體組織，我們需要用淬火能力比較強的水來作為淬火介質(zhì)

5、?；鼗饻囟鹊倪x擇：回火馬氏體：低溫回火（150-250度）組織。它保留了原馬氏體形態(tài)特征。針狀馬氏體回火析出了極細的碳化物，容易受到侵蝕，在顯微鏡下呈黑色針狀。低溫回火后馬氏體針變黑，而殘余奧氏體不變?nèi)猿拾琢辽?。低溫回火后可以消除淬火鋼的?nèi)應力，增加韌性，同時仍能保證鋼的高硬度?；鼗鹎象w：中溫回火（350-500度）組織?；鼗鹎象w是鐵素體與粒狀滲碳體組成的極細混合物。鐵素體基本上保持了原馬氏體形態(tài)，第二相滲碳體則析出在其中，呈極細顆粒狀，用光學顯微鏡極難分辨。中溫回火后有很好的彈性和一定的韌性?；鼗鹚魇象w：高溫回火（

6、500-600度）組織。回火索氏體是鐵素體與較粗的粒狀滲碳體所組成的機械混合物。碳鋼回火索氏體中的鐵素體已經(jīng)通過再結(jié)晶，呈等軸晶粒。經(jīng)充分回火的索氏體已經(jīng)沒有針狀的形態(tài)。在大于500倍的光鏡下，可以看到滲碳體顆粒?；鼗鹚魇象w具有較好的綜合性能。注意：回火屈氏體、回火索氏體是淬火馬氏體鋼回火時的產(chǎn)物，它們的滲碳體是顆粒狀的，且均勻地分布在鐵素體的基體上；而直接冷卻的索氏體和屈氏體是過冷奧氏體11內(nèi)蒙古工業(yè)大學綜合實驗論文形成的，其滲碳體一般是層狀的。1.4綜合實驗方案與步驟1.4.1實驗方案表1-145號鋼熱處理工藝表試樣

7、編號淬火溫度/℃保溫時間/min冷卻介質(zhì)回火溫度/℃回火時間/min175030水20060275030水40060384030水20060484030水40060584030水65060690030水200601.4.2實驗步驟①用雙臂電橋測量未經(jīng)處理的直徑10mm的45號鋼的電阻率，并截取一段測量其洛氏硬度；②調(diào)節(jié)儀表溫度到所需溫度，加熱到該溫度將試樣放入；③加熱并進行保溫半小時；④將試樣垂直催入水中，不斷移動試樣，注意試樣不能露出水面；⑤用雙臂電橋分別測量編號為1、3、6試樣的電阻率，截取此三個編號試樣各一段測量其

8、洛氏硬度；⑥按表1-1將六組試樣進行回火處理；⑦測量回火后各試樣的電阻率，取多個點測量洛氏硬度；⑧將之前淬火后截取的三個試樣與回火后六個試樣以及原件進行打磨、拋光等處理，腐蝕后觀察金相組織；⑨對比分析45號鋼淬火、回火前后組織、硬度、電阻率的變化規(guī)律及不同。11內(nèi)蒙古工業(yè)大學綜合實驗論文第二章實驗結(jié)果2.1熱處理前后