熱處理實驗總結(jié)

45鋼熱處理實驗總結(jié)1.實驗?zāi)康模和ㄟ^對45鋼的熱處理（調(diào)質(zhì)），獲得回火索氏體組織，適宜于加工齒輪、軸類所需的原料。2.實驗設(shè)備：箱式加熱爐，磨樣拋光機，金相顯微鏡，洛氏硬度試樣機。3.實驗原理：正火，目的在于調(diào)整硬度，細(xì)化晶粒，為淬火做準(zhǔn)備。軸類、齒輪是承受彎曲和扭矩的零件，外層受力較大，心部受力較小，需淬火，獲得馬氏體，提高力學(xué)性能。為了正確地進行45鋼的淬火，必須考慮下列三個重要因素：淬火加熱的溫度、保溫時間和冷卻速度。（1）淬火溫度的選擇

選定正確的加熱溫度是保證淬火質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。淬火時的具體加熱溫度主要取決于鋼的含碳量，可根據(jù)相圖確定（如圖4所示）。對亞共析鋼，其加熱溫度為＋30～50℃，若加熱溫度不足（低于），則淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體而造成強度及硬度的降低。對過共析鋼，加熱溫度為＋30～50℃，淬火后可得到細(xì)小的馬氏體與粒狀滲碳體。后者的存在可提高鋼的硬度和耐磨性。（2）保溫時間的確定

淬火加熱時間是將試樣加熱到淬火溫度所需的時間及在淬火溫度停留保溫所需時間的總和。加熱時間與鋼的成分、工件的形狀尺寸、所需的加熱介質(zhì)及加熱方法等因素有關(guān)，一般可按照經(jīng)驗公式來估算，碳鋼在電爐中加熱時間的計算如表1所示。工作加熱時間的計算爐子中的工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)時間，保證必要的組織轉(zhuǎn)變和擴散。加熱時間是指從工件裝爐合閘通電加熱起至出爐的整個加熱過程保持的時間。加熱時間與工件的有效厚度，鋼種，裝爐方式，裝爐量，裝爐溫度，爐的性能及密封程度有關(guān)。對于45鋼，40Gr鋼等結(jié)構(gòu)鋼零件工件保溫時間可按下列公式T=K（10+0.6D+0.2G）T---------加熱時間，minK--------裝爐形式，單層排放加熱，K=1.0;料盤裝料加熱，K=1.1~1.2，小件散狀堆放加熱，K=1.3~1.4;D--------工件有效加熱厚度，mm；G--------工件裝爐重量，Kg。表1碳鋼在箱式電爐中保溫時間的確定加熱溫度(℃)工件形狀圓柱形方形板形保溫時間分鐘/每毫米直徑分鐘/每毫米厚度分鐘/每毫米厚度7001.52.238001.01.529000.81.21.610000.40.60.8（3）冷卻速度的影響

冷卻是淬火的關(guān)鍵工序，它直接影響到鋼淬火后的組織和性能。冷卻時應(yīng)使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個前提下又應(yīng)盡量緩慢冷卻，以減少鋼中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。為此，可根據(jù)C曲線圖（如圖2所示），使淬火工作在過冷奧氏體最不穩(wěn)定的溫度范圍（650～550℃）進行快冷（即與C曲線的“鼻尖”相切），而在較低溫度（300～100℃）時冷卻速度則盡可能小些。為了保證淬火效果,應(yīng)選用合適的冷卻方法（如雙液淬火、分級淬火等)。不同的冷卻介質(zhì)在不同的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度有所差別。各種冷卻介質(zhì)的特性見表2。表2幾種常用淬火介質(zhì)的冷卻能力冷卻介質(zhì)在下列溫度范圍內(nèi)的冷卻速度（℃/秒）650～550℃300～200℃18℃的水60027050℃的水10027010％NaCl水溶液（18℃）110030010％NaoH水溶液（18℃）120030010％NaoH水溶液（18℃）800270蒸餾水（50℃）250200硝酸鹽（200℃）35010菜籽油（50℃）20035礦務(wù)機油（50℃）15030變壓器油（50℃）12025實驗步驟：1.切樣。2.用箱式爐對工件進行正火，爐中放碳，加熱溫度為850℃，保溫20min后，空冷。3.接著對工件淬火，溫度為840℃，保溫時間15min,水冷，冷到用手可直接觸摸為止。這時測一下工件的硬度。4.再對工件進行回火，溫度為600℃，保溫時間45min，取出后空冷，測硬度。5.磨樣，腐蝕。6.顯微鏡下觀察組織結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)論：測的洛氏硬度位置淬火后回火后內(nèi)51.922.1中52.522.1外57.819.81.由測得的淬火后硬度，由里到外硬度值分別為HRC51.9、HRC52.5、HRC27.8，其硬度值基本一致，可確定已經(jīng)完全淬透；從淬火后放大1000倍金相組織中可看到，板條狀和針狀馬氏體。2.高溫回火后，工件的硬度下降；高溫回火后的1000倍金相組織可看出，組織為回火索氏體，顆粒狀的Fe3C分布在鐵素體基體上。另外，從金相中可看到一些黑色點，可能是雜質(zhì)之類的東西。注意事項：1.防止45鋼淬裂的方法：（1）避免危險尺寸，稍微改變易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，如加大倒角尺寸，增加危險尺寸處淬火時的厚度，均可避免淬火裂紋。改進工藝，較低的淬火加熱溫度，較短的保溫時間，既可以少熱應(yīng)力，又可減少組織應(yīng)力。（3）改變淬火介質(zhì)，如0.2%聚乙烯醇淬火介質(zhì)；180~200℃的55%w(KNO3)+45%w(NaNO2)硝鹽中分級淬火。2.孔、槽等易淬裂工件改用45鋼滲碳淬火。3.提高表面質(zhì)量，可以防止熱炸裂。4.尺寸變