内蒙古科技大学综合实验报告

内蒙古科技大学本科生
综合实验报告
指导老师:孙伟
学院:材料与冶金学院
专业：材料成型与控制
姓名：刘金伟
学号：1061105109
题目：热轧Q235Q325组织结构分析
热轧Q235Q325组织性能分析报告
一、实验目的：
1．通过实验结果，分析在相同加热温度、轧制温度条件下，压下量和冷却速度对Q235组织结构的影响。

2．通过实验过程，掌握如何磨金相试样，如何腐蚀，如何操作金相显微镜，如何拍金相照片，如何分析金相组织。

3．通过实验过程，进一步熟悉加热和轧制冷却过程及其控。

二、实验材料：
实验材料为工业生产的Q235钢，Q325钢。

三、实验方案：
将加热炉加热到到1100℃，然后将试样放入到加热炉中保温15分钟，进行二道次轧制，轧后分别在空气中冷（Q325）和在水中冷却(Q235)。

然后将试样进行打磨，抛光，腐蚀等，在金相显微镜下观察如有清晰组织则进行拍照标注。

四、实验设备及器材：
1．金相切割机：
QG-2金相试样切割机（以下简称切割机）是利用高速旋转的薄片砂轮来截取金相试样，它广泛地适用于金相实验室切割各种金属材料。

由于本机附有冷却装置，用来带走切割时所产生的热量，因而避免了试样遇热而改变其金相组织。

技术指标：电源380V、500HZ,主轴转速2800r/min,最大切割直径30mm,砂轮片规格250×2×32mm,切割功率1.1kw。

2．加热炉（箱式炉）：
可满足各种用户对各种尺寸炉膛、最高温度，以及不同加热速率的需求。

这种加热炉都有一个上提式平行铰链门，这样可保护工作人员避免受到热烧伤。

门与电源开关连接在一起，完全保护操作人员。

表1箱式加热炉参数
尺寸（cm）型号功率(KW) 电压（V）常用温度
（℃）
SX13/BLL 12 380 1300 20×80×225
3．二辊可逆式实验轧机：
该轧机主要用于金属材料轧制工艺及组织性能的实验研究。

按用途可分为钢
坯连轧机、叠轧薄板轧机、薄板或带钢冷轧机、平整机等。

可逆二辊式轧机机座带有多孔型轧辊，其轧辊的支承件设于轧机机座的机架窗口内，该机座与其他同类轧机机座并排地横置在轧制方向上，轧辊在其二个端面上可与传动装置或与配置在相邻轧机机座轧辊之间的传动元件相连接。

对于轧辊对的每个轧辊在由其所形成的辊间隙两侧配置有与机座可连接的梁，属于各型材孔型的可调整和固定的轧件导板配置在梁上，机架具有在其横梁上铰接的、朝上可抽出或转动的连接头。

轧辊对的支承件可插入支撑架内。

表2二辊可逆式轧机参数
轧辊直径（mm）轧辊轴径
（mm）
辊身长度
（mm）
最大轧制力
（T）
电机功率
（KW）
130 68 265 15 4.5
4．蔡司金相显微镜：
ZEZSS专业金相显微镜，可以进行100-1000倍明场、暗场、偏相等金相组织观察。

同时装备了PyogResC73高端摄像头，可以实时获得数字图像，并装Micro-image Analysis and Process金相图像分析系统，可以进行计算机图像处理，定量金相图像处理，定量金相测定等工作。

五、实验步骤:
1．样品切割:
将试样切割成长约40mm，宽约30mm的试件，切割时需不断用水冷却，防止高温氧化。

2．加热:
等加热炉的温度升至1100℃时，放入加热炉内加热，然后当温度不再变化时，依次由大到小调整加热炉速率，等速率调整到最小且温度不再降低时，说明轧件已经被加热好，轧件表面、内部的温度已经均匀切都为1100℃，可以进行轧制了。

3．轧制:
轧件从加热炉取出后，二道次轧成,然后在水中和空气中冷却。

表3轧制参数
试样编号试样代号及厚度尺寸（mm）轧制
温度
轧制
道次
冷却
方式轧前厚度轧后厚度
1号7.83 6.05 950℃ 1
1 空冷
2号9.76 8.01 1050℃水冷
4．磨样抛光:
1．首先将冷却后的试样用打磨机进行打磨，将尖角部分打磨掉，并且打磨出一个比较平整的面为下面磨试样提供有利的条件；
2．将试样用砂纸放在玻璃板上进行磨样，先用最粗的砂纸，然后逐渐用较细的砂纸；
3．打磨试样时，保证始终的一个方向，一个平面上进行打磨,当感觉摩擦力变小仔细观察有没有划痕；
4．当一张砂纸打磨的只有一个方向的划痕时，可以换较细的砂纸打磨，这是需要磨样方向转90°，当将前面的划痕完全盖住时，即可换另一张砂纸打磨，下面操作依序如此；
5．用最后一张砂纸磨样时，可以用水磨，磨完以后，表面平整无划痕；
6．在抛光机上浇入抛光液，将磨好的试样在抛光机上进行抛光，抛光时应不断加水，冲洗和冷却，抛光的方向与抛光机启动的方向相反，抛光时轧件打磨面要轻微碰触抛光机，抛光时间5、6秒即可，这样就达到了抛光的目的。

5．腐蚀与拍照:
将抛光好的试样用酒精冲洗表面杂物，然后用腐蚀液为4%的硝酸酒精，腐蚀完后用水冲洗，再滴酒精，再冲洗，最后用吹风机吹干试样。

其中腐蚀的时间不宜太长或太短，一般为15分钟，太长时拍出的照片会暗，会造成腐蚀过度；腐蚀时间太短时，拍出的金相照片只会出现局部金相组织或者金相组织部清晰。

将吹干的试样放到显微镜下进行拍照。

1.将试样置于光学显微镜镜头上方，调整焦距，便可在电脑上清晰观察到式样的显微组织；
2．调整显微镜，使其镜头可以上下、左右移动，观察显微组织，选出效果最好的一部分显微组织拍照；
3.选用不同放大倍数的镜头拍照，获得200、500、1000倍照片。

六、实验结果分析：
1．空冷后（Q325），得到的金相显微组织如图1、2、3所示:
图1.空冷后200倍
图2.空冷后500倍
2．水冷后（Q235），得到的金相显微组织如图1、2、3所示:
图1.水冷后200倍
图2.水冷后500倍
图3.水冷后1000倍
3．分析造成金相组织不同的原因:
(1)轧后冷却速度对轧后组织的影响：由于冷却速度的不同，其他条件相同的钢种、变形冷却速度越快组织中来不及转变组织变得细密而且由于轧制变形后诱发相变使轧后组织有所改变。

(2)轧制压下量对轧后组织的影响:冷轧后的晶粒为饼形晶随着压下量的增大饼形度越来越大具有变形带的晶粒数越来越多。

不过当压下率不超过50时饼形化不是很严重，从50左右增大到60左右时晶粒饼形化程度明显加剧，从60左右增大到80左右时饼形度和变形带晶粒数目均快速增大，尤其是在80的压下率附近时晶粒拉长非常严重变形带也比较混乱。

4．实验误差分析
(1)由于实验中人为操作原因压下量大于目标设定值。

(2)贝氏体和珠光体组织不明显且晶粒较小，轧制时人工操作控制的不准确性使实际轧制温度远低于预测值和实际变形量远大于预测值。

(3)金相组织有黑点，腐蚀工作没有做好，腐蚀后没有把硝酸洗干净。

七、结论
1．其他条件相同时，压下量越大晶粒拉长量越大。

2．其他条件相同时，变形后冷却速度越大，晶粒尺寸越细。

3．其他条件相同时，变形量越大晶粒尺寸越大形状越扁。

八、总结
经过这次实习让我对两种钢种有了深刻的理解。

在磨试样的过程我一遍一遍的在抛光室的打磨室跑虽然很累但是让我的耐心有了很好地锻炼，通过电子镜的观察让我们对钢的组织有了更深刻的了解虽然感觉很累但是收获也很大。

九、参考文献：
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