材料成分和熱處理工藝設(shè)計對鋼的組織和性能的影響

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1、word資料下載可編輯材料成分和熱處理工藝對鋼的組織與性能的影響預(yù)習(xí)報告姓名：崔立瑩班級：材科1202學(xué)號：412301792015年11月專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯材料成分和熱處理工藝對鋼的組織與性能的影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解熱處理設(shè)備和幾種熱處理工藝的實(shí)際操作。2.了解材料成分、熱處理工藝、組織和性能之間的關(guān)系。3.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)熱處理理論知識和實(shí)驗(yàn)技術(shù)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備1.45（Ф15mm）、40CrNi（Ф13mm）和T8（Ф16mm）鋼試樣2.箱式加熱爐3.硬度計4.金

2、相顯微鏡以及數(shù)碼照相系統(tǒng)5.磨光機(jī)及金相砂紙6.拋光機(jī)及拋光液7.浸蝕劑、酒精、玻璃器皿、竹夾子、脫脂棉、濾紙等三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求本實(shí)驗(yàn)采用的鋼材有40、40CrNi和T8三種，對于每一種鋼材，要求得到如下組織：全班分三組，每組選一種鋼材，每人選一種組織進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：1.專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯根據(jù)所選鋼種和組織，綜合運(yùn)用所學(xué)的熱處理知識，制定合理的（或能得到所要求顯微組織的）熱處理工藝；2.按照制定的熱處理工藝對鋼進(jìn)行熱處理；3.測定熱處理后鋼材的性能(硬度、T8鋼可作拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn))；4.制備金相試樣，觀察組

3、織并記錄(照相)；5.總結(jié)并討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)要求：1.每位同學(xué)均要首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時和實(shí)驗(yàn)要求制定實(shí)驗(yàn)方案（包括實(shí)驗(yàn)時間的具體安排）。注意本綜合性實(shí)驗(yàn)為團(tuán)隊(duì)性實(shí)驗(yàn)，每位同學(xué)均無法單獨(dú)完成，制定方案和時間安排時要與其他同學(xué)協(xié)調(diào)好；2．在每個同學(xué)根據(jù)所選鋼種和組織制定相應(yīng)熱處理工藝的基礎(chǔ)上，以組為單位討論并協(xié)調(diào)熱處理方案；3.按照方案進(jìn)行熱處理、性能測定、組織觀察與記錄；4.以組為單位分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后再以班為單位分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容1、箱式電阻爐箱式電阻爐主要由爐體和控制箱兩大部分組成。爐體由爐架和

4、爐殼、爐襯、爐門、電熱元件以及爐門提升機(jī)構(gòu)等組成，電熱元件多布置在兩側(cè)墻和爐底。[1]圖1中給出了爐體結(jié)構(gòu)示意圖，控制箱在爐體一側(cè)。圖1箱式電阻爐爐體示意圖1-底座;2-觀察孔;3-爐門;4一熱電偶;5-爐殼;6-電熱元件;7--耐火材料;8-保溫材料;9-爐架專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯箱式電阻爐一般工作在自然氣氛條件下，多為內(nèi)加熱工作方式，采用耐火材料和保溫材料做爐襯。用于對工件進(jìn)行正火、退火、淬火等熱處理及其他加熱用途。按照加熱溫度的不同一般分為三種類型，溫度高于1000℃稱為高溫箱式電阻爐，溫度在600一10

5、00℃之間稱為中溫箱式電阻爐，溫度低于600℃稱為低溫箱式電阻爐，以滿足不同熱處理溫度的需要。[2]2、實(shí)驗(yàn)材料的成分及臨界溫度點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)涉及45、40CrNi以及T8三種鋼材，下面對此三種鋼材的性能進(jìn)行歸納至下表1中。表1三種鋼的化學(xué)成分以及臨界溫度點(diǎn)[3]鋼種4540CrNiT8化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）C0.42~0.500.37~0.440.75～0.84Si0.17~0.370.17~0.37≤0.35Mn0.50~0.800.50~0.80≤0.40P≤0.035---≤0.035S≤0.035---≤0.030

6、Ni≤0.251.00~1.40---Cr≤0.250.45~0.75---臨界溫度/℃Ac1725707725Ac3770750730Ar1（Accm）690660690Ar3（Arcm）720701727Ms3303402303、保溫時間的確定淬火保溫時間專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯是指工件裝爐后溫度升到淬火加熱溫度后所需保持的時間，目的是使整個工件淬透，獲得所需成分的細(xì)奧氏體晶粒；加熱時間指工件裝爐后到取出所用時間，包括加熱時間和保溫時間兩部分。由于工件形狀、加熱氛圍不同，常常采用經(jīng)驗(yàn)公式確定加熱時間，具體加熱

7、計算的經(jīng)驗(yàn)公式見表2。表2加熱計算的經(jīng)驗(yàn)公式[4]加熱時間的經(jīng)驗(yàn)計算式t=α·K·Dt—加熱時間（min）α—加熱系數(shù)（min/mm）D—工件的有效厚度或直徑（mm）①K—裝爐條件修正系數(shù)，通常取1~1.5鋼材加熱系數(shù)α/min·mm-1空氣電阻爐鹽浴爐碳鋼0.9~1.125~30合金鋼1.3~1.650~60①當(dāng)高度（h）/壁厚（δ）≤1.5時，以h計；當(dāng)h/δ≥1.5時，以1.5δ計；當(dāng)h/δ＞7時，以實(shí)心圓柱計；空心內(nèi)圓錐體以外徑0.8d計?；鼗鸨貢r間的確定：A、成批工件在井式回火爐中回火保溫時間應(yīng)大于2h，低溫回

8、火保溫時間應(yīng)大于3h；B、硝鹽爐回火保溫時間應(yīng)大于45min；C、快速回火時間的確定應(yīng)根據(jù)工藝試驗(yàn)定；D、回火爐油爐回火時間大于1.5h。4、材料熱處理后的力學(xué)性能材料經(jīng)不同的熱處理工藝后，力學(xué)性能會有所差異。表3三種鋼正火后的力學(xué)性能[5]鋼號正火溫度/℃力學(xué)性能HBW≤σb/MPaσs/MPaδ(%