通过切身操作整个实验过程,从钢的热处理到打磨、抛光,再到显微镜下观察组织组成物,我更加深了对钢的内部结构的理解,以及对于热处理对钢的各种性能的影响有了更透彻的掌握,在正确的操作下能够得到较好的组织组成物的图片。提高了我的动手能力和实际操作应用的能力。在这次实验中,我学到很多东西,加强了我的动手能力,并且培养了我的独立思考能力。这次实验使工程材料这门课的一些理论知识与实践相结合,更加深刻了我对测试技术这门课的认识,巩固了我的理论知识。
实验者:周邵巍
三、45钢实验数据处理(郑杰)
1、图像分析与讨论
整体图象比较暗,可能是由于光源亮度不够所造成;结构区分不十分明显,可能是由于热处理时未达到淬透要求致使过冷奥氏体转变不彻底所造成;并且腐蚀氧化比较严重,导致图像模糊。
2、45#钢概述
工程材料综合实验金相显微镜的构造及使用金相显微试样的制备铁碳合金平衡组织观察碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定20#钢实验处理性能与应用T10钢实验处理实验分析三种材料在热处理态下显微组织和性能(硬度)的异同
45#钢是含碳质量分数为0.45%(万分之四十五)的优质碳素结构钢。冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
热处理前:显微组织是珠光体和铁素体,其硬度为HRC7.5;
经过热处理后:显微组织转变为回火索氏体,其硬度为HRC20。
45#钢经调质处理后得到的是回火索氏体。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就说明工件未得到完全淬火,组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织,这种组织通过回火,仍然保留在基体中,达不到调质的目的。
45钢淬火后的高温回火,加热温度通常为560~600℃,硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能,所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的,就要按图纸要求调整回火温度,以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高,硬度要求就高;而有些齿轮、带键槽的轴类零件,因调质后还要进行铣、插加工,硬度要求就低些。关于回火保温时间,视硬度要求和工件大小而定。
3、机械性能
调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
4、实验心得:
通过这次实验,加深了我对工程材料的认识。通过研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织,对课堂中所学的各种描述有了一个直观的认识。通过分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响,加深理解了成分、组织与性能之间的相互关系。对碳钢的热处理操作加深认识了操作的具体过程;观察热处理后钢的组织后从深层次地真正认识了钢的结构。实验中还了解常用硬度计的原理,初步掌握硬度计的使用。
实验者:郑杰
四、45钢(未经处理)实验数据处理(谢强)
工程材料综合实验金相显微镜的构造及使用金相显微试样的制备铁碳合金平衡组织观察碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定20#钢实验处理性能与应用T10钢实验处理实验分析三种材料在热处理态下显微组织和性能(硬度)的异同
1、图像分析与讨论
图象整体拍的不错但有划痕,说明手工磨制和抛光还不够精细,腐蚀的时间把握不是很好;结构区分较为明显,图中黑色物为珠光体,白色物为铁素体。 2、45#钢概述:
45#钢是含碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。在热处理前的显微组织是珠光体P和铁素体F,其硬度为HRC7.5。由于45#钢不经热处理很难达到工业要求,所以工业上的45#钢都是经过热处理的,常用的热处理为调质处理。
3、调质处理的概述:
调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。
4、 45#钢的调质
45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢淬火温度在A3+(30~50)℃,在实际操作中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。我们认为,如装炉
工程材料综合实验金相显微镜的构造及使用金相显微试样的制备铁碳合金平衡组织观察碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定20#钢实验处理性能与应用T10钢实验处理实验分析三种材料在热处理态下显微组织和性能(硬度)的异同
量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长15。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就说明工件未得到完全淬火,组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织,这种组织通过回火,仍然保留在基体中,达不到调质的目的。
45钢淬火后的高温回火,加热温度通常为560~600℃,硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能,所以硬度范围比较宽。
5、实验心得:
本次实验是关于不同热处理对铁碳合金的显微组织组成物影响的实验。在45#未处理钢样品制作过程中历经艰辛。未处理45#钢本身质地较软,理论上来说容易进行样品打磨制作。但由于缺乏经验,导致最终样品表面粗糙,划痕较多。尽管如此,此次实验对我而言依然收获很大。本学期我对工程材料理论知识的的学习有很多模糊不清的地方,特别是对钢的组织组成物。但经过本次实验的样品制作和显微组织组成物的观察,以及实验报告的书写,我对钢显微组织有了深刻和系统的理解。实验弥补了我在课堂上的知识漏洞,同时还锻炼了我的动手能力。着实让我收获很大。
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