45号钢淬火回火实验报告.docxVIP

郑州航空工业管理学院 金属材料及热处理 课程设计 学生专业： 材料成型及控制工程 学生姓名： 学生学号： 所在学院： 机电工程学院 指导老师： 报告日期： 2015 年 5 月 14 日 目录 TOC \o 1-5 \h \z 一、 实验综述 （ 3） \o Current Document 二、 实验目的 （ 8） \o Current Document 三、 实验设备 （ 8） \o Current Document 四、 实验过程 （8） \o Current Document 五、 实验结果 （9） \o Current Document 六、实验结果分析 （ 12） \o Current Document 七、 结论 （12） \o Current Document 八、 参考文献 （ 13） 实验综述 45 号钢综述 45 号钢为优质碳素结构用钢 , 硬度不高易切削加工 , 模具中常用来 做模 板,梢子,导柱等,但须热处理 。45 号钢主要成分为 Fe（铁元素），且含有以下 少量元素： C Si Mn P S Cr Ni Cu 0.42 ～ 0.50% 0.17 ～ 0.37% 0.50 ～ 0.80 ≤0.040% ≤ 0.0450% ≤ 0.25% ≤ 0.25% ≤ 0.25% 热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法， 热处理是根据钢在固态下组 织转变的规律，通过不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，达到改善刚 才性能的一种热加工工艺。 热处理一般是由加热、 保温、和冷却三个阶段组成的， 其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求是淬火与回火。 （一）钢的淬火 钢的淬火：淬火是指将钢加热到临界温度以上， 保温后以大于临界冷却速度 的速度冷却， 使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 淬火的目的就是为了获得马 氏体，并与适当的回火工艺相配合， 以提高刚的力学性能。 为了正确地进行钢的 淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。 （1）淬火温度选择 正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。 淬火加热温度的选择应以得 到细小的奥氏体晶粒为原则， 以便淬火后获得细小的马氏体组织。 淬火时的具体 加热温度主要取决于钢的临界点确定， 钢的淬火温度可根据 （如图 1 所示）进行 选择。对 45#钢的亚共析钢，其加热温度为 Ac3+30~50oC，此实验采用的加热温 度为 790o。若加热温度不足（低于 780oC的 Ac3 温度），则淬火组织中将出现铁 素体而造成强度及硬度的降低；但过高的加热温度（如超过 Acm）不仅无助于强 度、硬度的增加，反而会由于产生过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性的下降。 图表 1 图表 1 （2）保温时间的确定 淬火保温时间是指工件装炉后， 从炉温上升到淬火温度时算起， 知道出炉位 置所需要的时间。 保温时间包括工件透热时间和组织转变所需要的时间。 保温时 间的影响因素比较多， 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图 表 2 所示。 加热 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 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 图表 2 （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 表 3 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 图表 3 本实验将加热温度定在 790 oC，保温 30分钟后进行水冷。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 4。 表4 几种常用淬火介质的冷却能力 冷却介质 在下列温度范围内的冷却速度（℃ / 秒） 650～550℃ 300～200℃ 18℃的水 600 270 50℃的水 100 270 10％NaCl水溶液（ 18℃） 1100 300 10％NaoH水溶液（ 18℃） 1200 300 10％NaoH水溶液（ 18℃） 800 270 蒸馏水（ 50℃） 250 200 硝酸盐（ 200℃） 3