碳钢的热处理实验报告

碳钢的热处理实验报告 一、实验目的 1、 了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。 2、 研究冷却条件对碳钢性能的影响。 3、 分析淬火及回火温度对碳钢性能的影响。 二、实验原理 1 、钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V 冷应大于 V 临 ），以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 （1）淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证淬火质量的重要环节。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据 相图确定（如图4 所示）。对亚共析钢，其加热温度为 ＋30～50℃，若加热温度不足（低于），则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为 ＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。 （2）保温时间的确定 淬火加热时间是将试 样 加热到淬火温度所需 的时间及在淬火温度停 留 保温所需 时间的总 和。加热时间与钢的成分、工件的形 状尺 寸 、所需 的加热介质及加热方法等 因素有 关 ，一般 可按 照 经验公 式来 估 算 ，碳钢在电 炉 中加热时间的计 算 如表 1 所示。 表 1 碳钢在箱 式 电 炉 中加热时间的确定 加 热 温度(℃) 工 件 形 状 圆 柱 形 方 形 板 形 保 温 时 间 分钟 /每 毫 米 直 径 分钟 /每 毫 米 厚 度 分钟 /每 毫 米 厚 度 700 1.5 2.2 3 800 1.0 1.5 2 900 0.8 1.2 1.6 1000 0.4 0.6 0.8 （3）冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据C 曲线图（如图2 所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与 C 曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。 为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等).不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2. 表2 几种常用淬火介质的冷却能力 冷却介...