金属材料工程专业加工方向实验指导书2012.docVIP

金属材料工程专业 材料加工方向 实 验 指 导 书 烟 台 大 学 环境与材料工程学院 目 录 实验一　碳钢的热处理工艺实验(((((((((((1 实验二　碳钢的自动埋弧焊工艺实验((((((((1 实验三　碳钢和铸铁的手工电弧焊焊接工艺实验(((((1 实验四　碳钢金相样品的制备与显微组织的显露(((((1 实验五　碳钢热处理后显微组织观察(((((((((1 实验六　碳钢和铸铁的手工电弧焊焊口显微组织观察((((1 实验七 镦粗工艺实验((((((((((((((1 实验八 冷轧薄板工艺实验(((((((((((((1 实验九 铝的冷拉冷冲工艺实验(((((((((((1 实验十 碳钢的氩弧焊工艺实验(((((((((((1 实验十一 碳钢的二氧化碳气体保护焊工艺实验((((((1 实验十二　45钢金相组织中晶粒度的测量及定量金相((((1 实验十三 制定高碳钢的正常淬火热处理工艺(((((((1 实验十四 制定铝合金的固溶和时效热处理工艺((((((1 实验十五 制定低碳钢的双相热处理工艺(((((((((1 实验十六 焊缝内部裂纹超声波无损检测实验((((1 实验十七　表面裂纹磁粉检测实验(((((((((((1 实验十八　表面裂纹渗透(着色)检测实验((((((((1 实验十九　盐雾腐蚀实验((((((((((((((1 实验二十　铝合金的阳极氧化与着色实验(((((((1 实验二十一　塑料的注塑成型工艺实验(((((((((1 实验一　碳钢的热处理工艺实验 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、研究冷却条件与钢性能的关系； 3、分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 实验原理 热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，目的是改变钢的性能，包括使用性能及工艺性能，钢的热处理是通过加热和冷却的方法使金属内部组织结构发生变化，以获得预期工艺性能、机械性能、物理性能和化学性能的工艺方法。 热处理工艺方法分为退火、正火、淬火和回火。 1、钢的退火和正火 退火：把钢件加热到温度，保温 钢号 临 界 温 度 （°C） Ac1 Ac3 或Acm Ar1 Ar3 碳 素 结 构 钢 20 735 855 680 835 30 732 813 677 835 40 724 790 680 796 45 724 780 682 760 50 725 760 690 750 60 727 766 695 721 时间，然后缓慢冷却正火将件加热到温度，C） 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 700 800 900 1000 0.5 1.0 0.8 0.4 2.2 1.5 1.2 0. 6 3 2 1.6 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组织和性能。冷却速度＞V临，保证获得M组织；同时又尽量缓慢冷却，以减小内应力，防止变形和开裂，根据C曲线图，使淬火工件在过冷A最小稳定的温度范围650～550℃进行快冷，而在300～100℃时冷却速度则尽可能小些。 为了保证淬火效果，应选用适当的冷却介质（如水、油等）和冷却方法（如双液淬火、分级淬火等）。几种常用淬火介质的冷却能力参见表3。 3、钢的回火 钢经淬火后得到的M组织硬而脆，工件内部有很大的内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而丢失精度，甚至开裂。工件淬火后必须进行回火处理（参见表4所示45钢经淬火及不同温度回火的组织性能）。 表3 几种常用淬火介质的冷却能力 冷却介质 在下列范围内的冷却速度（℃ / 秒） 650～550℃ 300～200℃ 18℃的水 600 270 20℃的水 500 270 50℃的水 100 270 74℃的水 30 200 10%NaCl水溶液（18℃） 1100 300 10%NaOH水溶液（18℃） 1200 300 蒸馏水 250 200 肥皂水 30 200 菜籽油（50℃） 200 35 变压器油（50℃） 120 25 10%Na2CO3水溶液（18℃） 800 270 表4 45钢经淬火及不同温度回火的组织性能 类型 回火温度 （℃） 回火后组织 回火后硬度 （HRC） 性能特点 低温回火 150～250 M回火+A残 +碳化物 60～57 高硬度，内应力减小 中温回火 350～500 回火屈氏体 35～45 硬度适中，有高弹性 高温回火 500～650 回火索氏体 20～30 具有良好塑性、韧性和一定强度相配合综合性能 实验设备及用品 1、SX-10M-