钢的热处理工艺

（2）画图方法如下 1）应画在 30—50 直径的圆内，在图下方注明：材料名称、含碳量、 腐蚀剂和放大倍数。并将组织组成物用细线引出标明。如下图：
组成物 1
组成物 2
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
2）先在草纸上按要求画出，再画在正式报告上，并将草图附上。 2．回答问题
（1）分析所画组织的形成原因。并近似确定一种亚共析钢的含碳量。 （2）根据实验结果，结合所学知识，分析碳钢和铸铁成分、组织和性能之间的关系。 （3）分析碳钢（任选一种成分）或白口铸铁（任选一种成分）凝固过程。 （4）总结碳钢、铸铁和淬火组织中各种组织组成物的本质和形态特征。
答：热处理是钢在固态下加热到预定的温度，保持一定的时间，然后以某种冷却方式冷 却下来的一种加工工艺。其工艺过程是：加热-----保温------冷却。
热处理的目的是：改变钢的内部组织结构，从而改善工件的工艺性能、使用性能，挖掘 钢材的潜力，延长零件的使用寿命，提高产品质量。节约材料和能源。
热处理工艺分为预备热处理（又称第一热处理）和最终热处理（又称第二热处理）。 将热加工之后为随后冷拔、冲压和切削加工或为最终热处理作好组织准备的热处理称为 预备热处理。
实 验 结 论
一、 钢的热处理工艺
按表 1 进行实验分工，根据分配的实验任务，设计碳钢热处理工艺。 表 1.实验内容
材料
45#．φ15mm
T12．φ10mm
淬火前组织 淬火前硬度（HRC）
淬火温度（℃） 加热时间（min）
淬火介质 淬火后硬度（HRC）
回火温度（℃） 保温时间（min） 回火后硬度（HRC）
实验报告： 工程中常用硬度检查材料的力学性能。现给 20、45、T10 和 Cr12 四种材料试样若干，
请你设计一热处理实验方案，分别研究含碳量、合金元素、加热温度、冷却速度与材料硬度 的关系。
总 体 设 计 思 路
实 验 方 案
具 试样材料 原始硬度 加热温度 体 实 验 方 案
保温时间
冷却方式
处理后硬度
10．常用热处理加热炉有____________、____________和___________。
三、判断题
1．正火后钢的强度和硬度比退火后高。
(
)
2．退火是为了降低零件硬度，便于切削加工。
(
)
3．任何钢种通过淬火都能达到硬而耐磨的目的。
(
)
4．淬火后及时回火是为了消除淬火带来的ห้องสมุดไป่ตู้性和内应力。
(
)
c）W18Cr4V
3．机床传动用齿轮应选用的材料是（ ）。
a）40Cr 或 45
b）HT150
c）1Cr18Ni9
二、填空
1．钢的热处理就是将固态钢采用适当的方式进行
、
和
以获得所需的
结构与
的工艺方法。
2．热处理只改变金属材料的
和
，而不能改变其
和
，这是与铸造、锻造、焊接、切削加工等工艺的不同之处。
3．机械工程材料一般分为
钢的热处理实训报告
一、基本知识
1、简介常用材料的性能、分类及应用。
2、了解钢的热处理原理、作用、常用热处理方法。
3、了解热处理常用设备。
二、基本技能
1、适当进行材料性能的测定。
2、掌握实习件热处理方法和过程。 三、目的和要求 1．了解工程材料的种类；钢铁材料的牌号和主要性能特点。 2．了解钢的热处理原理、作用以及常用热处理方法。 3．了解常用的热处理设备的种类和结构。 4．进行实践零件的热处理工艺操作。 四、热处理实践安全技术 1．按照有关的规定穿戴好防护用品。 2．操作前，应熟悉零件的工艺要求以及相关设备的使用方法，严格按工艺规程操作。 3．使用电阻炉加热时，应在切断电源的情况下进行工件的进炉或出炉操作。使用盐浴 炉加热时，工件和工具都应烘干。 4．不要触摸出炉后尚在高温的热处理工件，以防烫伤。
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
材料名称 放大倍数 金相组织
处理状态 腐蚀剂
热处理工艺实践必备知识 1.什么是热处理？热处理工艺中的三要素是什么？
六、实验报告要求 1、把硬度值记录在表 1-1 和表 1-2 中，
表 1-1 不同成份钢退火后硬度
钢号
20
45
布氏硬度 HB
T8（T12）
热处理工艺 洛氏硬度 HRC
表 1-2 45 钢淬火及回火硬度 正常淬火 840℃ 低温回火 180℃ 中温回火 420℃ 高温回火 600℃
五．实验要求 1．画组织示意图 （1）画出下列组织示意图 1）亚共析纲 20 钢、40 钢、60 钢中任选一个 2）过共析钢 T12 退火、球化退火中任选一个 3）白口铸铁：亚共晶、过共晶中任选一个 4）灰口铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁中任选一个 5）淬火马氏体：低碳和高碳马氏体任选一个 6）贝氏体：40Cr 上贝氏体、T8 下贝氏体任选一个
热处理设备 淬火温度
齿轮
零件材料
20—25HRC
热处理方法
实践数据
淬火介质
回火温度
45 钢 调质处理
零 件 图
35.88
1）画出热处理工艺曲线图。
齿轮参数：模数 m= 2 齿数 z = 48
压力角 α= 20° 公法线长度 w =
2）简述采用高温回火理由。
3）热处理操作工艺探讨
实验二 钢材力学性能的检查
在生产工艺流程中，工件经过切削加工等成形工艺而得到最终的形状和尺寸，再进行赋 予工件所需要的使用性能的热处理称为最终热处理。
正确选择热处理工艺可以消除经过铸造、锻造、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷，细 化晶粒、消除偏析、降低内应力，使工件组织更加均匀。
热处理工艺过程的组织转变规律包括：钢件的加热转变，理论依据是铁碳相图；钢的冷 却转变包括：珠光体转变、马氏体转变、贝氏体转变、回火转变，理论依据是 CCT、TTT、 以及淬透性曲线等，
4．铸铁中碳的质量分数是大于（
）
a、2.11%
b、4.3%
c、6.69%
5．你实习时所制作的手锤应进行（
）热处理。
a、淬火＋低温回火 b、淬火＋中温回火 c、淬火＋高温回火
1．制造锉刀、手工锯条的材料是（ ）。
a）45 钢
b）T12A
c）W18Cr4V
2．钻头、铣刀常用的材料是（ ）。
a）Q235
b）T12A
各种热处理转变曲线的读图和使用方法。尤其是冷却转变曲线 CCT 图。 3．化学热处理的基本知识：化学热处理过程中的化学反应、工艺参数对产品质量的影 响、常用气氛的组成。 4．合金结构钢、工具模具钢、轴承钢、不锈钢、铸铁、有色金属等各类钢种的基本知 识。热处理缺陷的产生原因和预防方法。对现场的整个工艺过程中对产品质量的因素能作出 事前判断。返修品的处理措施。 5．常用辅助材料的基本知识： 各类盐、淬火油、防氧化脱碳涂料、石棉等工艺材料的知识的掌握。 6．热处理常用设备： 加热设备、冷却设备、附属设备（校之、喷砂、冷处理、液氮、制氮机）、真空泵、热 工仪表、检测硬度计等的使用、性能、安全规程。耐火材料知识。筑炉知识。 7．火花鉴别知识。 8．电工学的基本知识。 9．机械识图的知识。 10．热处理质量管理体系知识。 11．安全文明生产知识。 3．淬透性与淬硬性、淬硬层深度的关系 淬硬性也叫可硬性，它是指钢在正常淬火条件下，所能达到的最高硬度。淬硬性主要与 钢中的 碳的质量分 数有关。更 确切的说它 取决于淬火 加热时固溶 于奥氏体中 的碳的质量 分 数。奥氏体中固溶的碳越多，淬火后马氏体的硬度也越高。由此可见，淬硬性与淬透性的含 义是不同的，两者无必然联系。淬硬性高的钢，其淬透性不一定高，而淬硬性低的钢，其淬 透性也不一定低。例如高碳工具钢的淬硬性高，淬透性小，而低碳合金钢的淬硬性不高，但 淬透性大。 钢的淬硬层深度，也叫淬透层深度，通常指工件表面到半马氏体区的距离。在其它条件 均相同的情况下，钢的淬透性越高，淬硬层深度就越大，因此可根据淬硬层深度大小来判定 钢的淬透性高低。但是钢的淬硬层深度除了与淬透性有关外，还与具体工件及冷却介质有关。 例如有两个材质相同而尺寸不同的工件，相同加热后，小工件得到的淬硬层深度要比大工件 的大。这种随工件尺寸增大而热处理强化效果逐渐减弱的现象称为“尺寸效应”，在设计中 必须予以注意。 4．淬透性的实际意义 淬透性是设计工件、合理选材和制定热处理工艺的重要依据之一。淬透性好的钢淬火后 在整个截面上力学性能较均匀（尤其是屈服极限和冲击韧性），因而综合力学性能高。因此 对淬透性好的钢可采用冷却速度缓慢的冷却介质，这对减少形状复杂或尺寸精度要求高的工 件的变形十分有利。 选材时应考虑钢材的淬透性。许多大截面零件和动载荷下工作的重要零件，以及承受拉 力和压力的螺栓、拉杆、锻模、弹簧等重要工件，常常要求截面的力学性能均匀，应选用淬 透性好的钢。而承受扭转或弯曲载荷的齿轮、轴类等零件，外层受力较大，心部受力较小， 不要求淬透，可选用淬透性稍低的钢种。有些工件不可选用淬透性高的钢，如焊接件，若选 用淬透性高的钢，就容易在焊缝的热影响区内出现淬火组织，造成焊接变形和裂纹。
五、时间安排 3 个单元，共 5 天。
实习报告一 工程材料及热处理
一、选择
1．钳工所用的锉刀常选用（
）来制造。
a、碳素工具钢
b、合金工具钢
c、硬质合金
2．测定铸铁的硬度一般选用（
）试验计。
a、布氏硬度
b、洛氏硬度
c、布氏硬度或洛氏硬度
3．碳的质量分数大于 0.6%的钢为（
）。
a、低碳钢
b、中碳钢
c、高碳钢
、
和
三大类。
金属材料包括
和
两种。而非金属材料又包括
和
。
4．钢的普通热处理主要包括
、
、
及
四种。
5．钢的表面热处理有
和
两类。
1．金属材料力学性能主要有_____________、_____________、____________、_____________
等。
2．机械工程材料有______________、______________、____________三大类型。
6．按基体材料的不同，复合材料可分为_______、________、_______三大类型。
按增强材料形态的不同，复合材料分为_______、_______、______三大类型。
7．热处理是将钢在_____态下，通过________、_________、_________的方式， 使钢的____________发生变化，从而获得______________的工艺方法。
5．制造钳工用工具常采用的热处理工艺是淬火后低温回火。
(
)
6．细长的零件，薄而平的零件，应垂直淬入冷却液中 。
(
)
四、问答题
五、工艺题
1．实践零件的热处理
实 践 零 件 图
1）实践目的和采取何种处理？
2）简述具体操作过程（包括加热温度、冷却方式、使用设备和工具等）：
3）处理的结论：
2．传动齿轮的热处理 零件名称 热处理要求
根据钢的组织转变规律制订的具体热处理加热温度、保温时间、冷却方式等参数就是热 处理工艺参数。
热处理工艺中的三要素就是：加热、保温和冷却。 2.热处理工艺过程和各个基本知识之间的关系是什么？ 答： 3. 工件热处理时的三要素是什么
答：相同材料的零件，因其大小、形状不同，热处理的效果就不同。 （1）.尺寸效应：钢材的力学性能随其形状、尺寸的改变而变动。通常是尺寸愈大，在 相同的冷却介质中热处理的淬透深度变浅，力学性能愈低。 （2）.质量效应：指零件的质量（重量）不同，热处理的最终结果不同，尤其在淬火工 艺中表现最明显。通常工件直径越粗，越难以淬透。工件越大，淬火越难。质量不同造成的 热处理结果差别就大。 质量效应是从工件大小的角度分析淬火效果。淬透性是从钢材的材料角度分析淬火效 果。淬透性好的工件的质量效应就小，也就是说，淬透性能改善质量效应。 （3）.形状效应：指淬火效果受零件形状的影响，棒、板、球的形状不同，它们的淬火 效果不同，此外，相同零件上的不同淬火部位的冷却方式有差异，淬火效果也不同。 工件的“尺寸、质量、形状”就是工件的三要素。 在编制热处理工艺规范时，热处理工艺三要素必须和热处理工件三要素结合起来，不能 分割，参阅各种手册中热处理 CCT、TTT 等曲线时更不能忽略热处理工件的三要素。工件的 表面和工件心部的加热、冷却中的温度差异。 4.热处理工艺人员和操作人员必备基础知识是什么？ 答：必须具备的基础知识包括： 1.铁碳相图、相图中的基本组织状态、铁碳合金的平衡转变过程、铁碳相图的应用范围； 2.连续加热时的组织转变； 3.奥氏体冷却时的组织转变以及各种组织的获得方法； 4.冷却转变曲线以及其应用； 5.淬透性曲线以及其应用； 6.合金元素对加热转变和冷却转变的影响； 7.各种冷却介质的特性以及其应用； 5.热处理操作人员应该掌握的基础知识有哪些? 答：热处理操作人员，包括热处理工艺人员应该掌握的基础知识有： 1．金属学中的基础知识：晶体结构初步知识、结晶和同素异构初步知识、相图和杠杆 定律。固体金属扩散的初步知识。比较重要的知识是铁碳（Fe-Fe3C）相图知识。 2．金属热处理原理知识： 热处理金相组织的种类：珠光体、奥氏体、索氏体、屈氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、 魏氏体。 各种热处理金相组织的性能、组织形态、组织和工艺的关系。
8．如图 1－1 所示各工艺曲线分别代表的热处理工艺方法是：
1）是___________ 2）是___________ 3）是___________ 4）是___________
温
加热 度
临界温度 随炉冷却
保温
1
空气冷却
2
水冷或油冷
保温
3
4
缓慢加热
时间 图 1－1 热处理工艺曲线示意图
9．钢的表面热处理有____________和_____________。
3．按热性能塑料分为_________________、________________二种；
按用途塑料分为___________、___________、___________三种。
4．陶瓷是___________的总称，具有______________________性能。
5．组成复合材料的基体材料起_________作用；增强材料起______ ____作用。