金属成分分析检测：有关金属碳钢的热处理

　　·实验目的

　　1.了解碳钢的基本热处理工艺方法。

　　2.研究冷却条件与钢性能的关系。

　　3.分析淬火和回火温度对钢性能的影响。

　　·实验设备和试件

　　1.实验设备：SX-10M-2.5型箱试电阻炉。

　　2.试件：45钢、30钢及T8钢试件各一件。

　　3.45钢淬火后的试件三件。

　　·实验原理

　　热处理是一种重要的金属加工工艺方法，目的是提高钢的性能(使用性能和工艺性能)。钢的热处理的工艺特点是，将钢加热到一定的温度，保温一定的时间，然后以一定的冷却速度进行冷却。通过该工艺过程使钢的性能发生改变。

　　·实验内容和步骤

　　(一)钢的淬火热处理

　　淬火热处理就是把碳钢加热到AC3或者AC1以上30-50°C，保温后放到不同的冷却介质中进行快速冷却(冷却速度大于临界冷却速度)，以得到马氏体组织(M)。淬火后的组织为马氏体和残余奥氏体。

　　1.淬火温度的确定

　　亚共析钢(45钢，30钢)：

　　加热温度=AC3+40°C

　　过共析钢(T10钢)：

　　加热温度=AC1+40°C

　　所以*终30钢的加热温度=°C+40°C=

　　45钢的加热温度=°C+40°C=

　　2.保温时间的确定

　　零件随炉子加热达到所需的加热温度以后，还要进行一段时间的保温，以保证整个零件均匀充分地达到所需要的温度。显然保温时间跟工件的大小和形状有关系。

　　3.冷却介质的选择

　　冷却是淬火的关键工序。它直接影响淬火后的钢的性能。淬火的冷却速度要大于临界冷却速度，以获得过冷马氏体组织。同时在冷却过程中还要控制结晶过程中内应力的产生，防止变形和开裂的发生。

　　为了保证淬火效果，应选择合适的冷却介质和冷却方法。本实验中我们选择室温下的水作为冷却介质。

　　4.工件放入炉中，设定电炉温度控制器的加热控制温度，开始加热。

　　5.电炉达到设定温度后，开始保温的计时。

　　6.工件出炉，快速放入水中冷却。

　　(二)钢的回火热处理

　　钢在淬火后得到的马氏体组织硬而脆，且工件内部有很大的内应力。回火的目的是消除内应力，适当降低硬度，改善加工性能。根据不同的工艺要求，回火分为高温回火，中温回火和低温回火三种工艺方法。

　　回火的冷却方式为空冷，即工件出炉后放在室温下慢慢冷却。

　　1.工件放入炉中，设定电炉温度控制器的加热控制温度，开始加热；

　　2.电炉达到设定温度后，开始保温的计时，保温时间为30分钟；

　　3.工件出炉，放在室温下慢慢冷却。

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