《热处理工艺学》实验指导书
热处理作业指导书
热处理作业指导书引言概述：热处理是一种重要的金属加工工艺，通过控制金属的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能。
本文将为您提供一份热处理作业指导书，详细介绍热处理的基本原理、常见的热处理方法、操作注意事项以及质量控制要点，匡助您正确进行热处理作业。
一、热处理基本原理1.1 金属组织变化原理：热处理过程中，金属的组织结构会发生变化。
通过加热使金属晶粒长大，晶界迁移，原子扩散，从而改变其力学性能和物理性质。
1.2 热处理影响因素：热处理效果受多种因素影响，包括温度、保温时间、冷却速度等。
不同金属和合金对热处理的响应也有所不同，需要根据具体材料进行调整。
1.3 热处理效果评估：通过金相显微镜观察和理化性能测试，可以评估热处理的效果。
常用的评估指标包括金属组织结构、硬度、韧性等。
二、常见的热处理方法2.1 淬火：淬火是将金属加热到临界温度，然后迅速冷却的过程。
通过淬火可以使金属获得高硬度和高强度，但韧性较差。
2.2 回火：回火是将淬火后的金属加热到较低温度，然后缓慢冷却。
回火可以减轻金属的脆性，提高其韧性和塑性。
2.3 等温淬火：等温淬火是将金属加热到临界温度，然后在恒温条件下保持一段时间，最后迅速冷却。
等温淬火可以获得细小的组织结构和高强度。
三、操作注意事项3.1 温度控制：热处理过程中，温度的控制非常关键。
应根据材料的热处理图谱和工艺要求，合理控制加热和保温温度，避免过热或者过低。
3.2 冷却介质选择：不同的金属和热处理方法需要选择合适的冷却介质。
常用的冷却介质包括水、油温和体等，根据具体情况进行选择。
3.3 保护措施：某些金属在高温下容易氧化和变质，需要采取适当的保护措施，如包覆剂、气氛控制等，以防止氧化和表面污染。
四、质量控制要点4.1 金相显微镜观察：通过金相显微镜观察金属的组织结构，判断热处理效果是否符合要求。
应注意观察区域的选择和标记方法，以确保准确的观察结果。
4.2 硬度测试：硬度测试是评估金属强度和硬度的重要方法。
热处理作业指导书范文
热处理作业指导书热处理作业指导书编号：版本：编制：审核：批准：发布日期： 07月 27日实施日期： 07 月27日5．4．1 保温结束后，用吊车或其它装置将材料迅速出炉，淬入规定冷却介质中冷却。
5．4．2 淬火转移时间是指从材料吊起到材料全部淬入介质中，总的时间最好不超过15S。
5．5 材料变形的校正：5．5．1 材料变形应在热处理后立即校正，矫正模具和工具应在热处理前事先准备。
5．5．2 根据材料特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛，要缓慢均匀。
5．6 时效操作：5．6．1 需进行人工时效的材料，应在热处理后尽快进行。
5．6．2 装炉时，炉温不得超过时效温度。
5．6．3 将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。
5．6．4 保温时间到后，断开电源。
5．7 重复热处理：当热处理的材料力学性能不符合要求时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情缩短，其次数不得超过两次。
5．8 技术安全及其它：5．8．1 进行热处理操作时，操作者不得离开现场，切实注意观察温度和设备运转情况，穿戴好防护用品，做好原始记录。
5．8．2 在装炉和出炉前，必须切断电源。
6 热处理质量检查：6．1 检查方法及项目：6．1．1 目视检查：观察工件的表面状况，目的在于发现是否有共晶体的析出物引起的表面起泡、氧化变黑以及翘曲变形和裂纹等。
6．1．2 尺寸检查：检查材料的变形程度，尺寸是否符合规定的精度等级。
6．1．3 表面检查：表面裂纹、气孔、缩孔、夹渣和疏松等。
6．1．4 力学性能检查：检查材料本体的抗拉强度、屈服强度、伸长率或硬度是否符合技术标准 >标准要求。
6．1．5 金相检查：取试样，检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。
6．2 热处理缺陷6．2．1 热处理缺陷分类：力学性能不合格、退火不均匀、变形、裂纹及过烧。
热处理工艺实验指导书
热处理工艺实验指导书12020年5月29日材料成型与控制工程专业材料科学基础实验指导书安徽工程科技学院材料教研室二00四年十二月22020年5月29日实验一金相试样的制备一、实验目的1、学习金相试样的制备过程;2、掌握金相试样制备的方法。
二、实验方法金相试样是用来在显微镜下进行分析、研究的样品,因此对样品的观观察面光洁度要求较高,要求达到镜面一样光亮,无一点划痕。
金相显微试样的制备过程包括取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等工艺。
下面分别加以简要说明。
1、取样显微试样的选择应根据研究的目的,取其具有代表性的部位。
例如在检验和分析失效零件的损坏原因时,除了在损坏部位取样外,还需要在距破坏处较远的部位截取32020年5月29日试样以便比较;在研究金属铸件组织时,由于存在偏析现象,必须从表面层到中心同时取样进行观察;对于轧制和锻造材料则应同时截取横向(垂直轧制方向)及纵向(平行轧制方向)的金相试样,以便于分析比较表层缺陷及非金属夹杂物的分布情况;对于一般热处理后的零件,由于金相组织比较均匀,试样的截取可在任一截面进行。
确定好部位后就可截下试样,试样的尺寸一般采用直径φ12~15mm,高12~15mm的圆柱体或边长12~15mm的方形试样,如图1—1所示。
试样的截取方法视材料的性质不同而异,软的金属可用手锯或锯床切割,硬而脆的材料(如白口铸铁)则可用锤击打下,对极硬的材料(如淬火钢)则可采用砂轮片切割或电脉冲加工。
不论采用那种方法,在切取过程中均不宜使试样的温度过于升高,以免引起金属组织的变化,影响分析结果。
42020年5月29日2、镶嵌若试样的尺寸太小(如金属丝、薄片等)时,直接用手来磨制很困难,需要使用试样夹或利用样品镶嵌机,把试样镶嵌在低熔点合金或塑料(如胶木粉、聚乙烯及聚合树脂、牙托粉与牙托水的混合物)中,如图1—2所示。
3、磨制试样的磨制一般分粗磨和细磨两道工序。
(1)粗磨:粗磨的目的是为了获得一个平整的表面。
材料热处理原理与工艺实验指导书
实验一钢的晶粒度及渗碳层深度的测定一、实验目的1、掌握用弦计算法测定晶粒度的方法。
2、了解加热温度对钢的奥氏体晶粒度的影响。
3、熟悉钢的化学热处理渗碳层的显微组织特征。
4、掌握钢的渗碳层深度的测定方法。
二、概述钢中晶粒大小直接影响其力学性能，评定晶粒大小的方法称晶粒测定法，影响奥氏体晶粒度的因素很多。
加热温度和保温时间起着决定性作用。
合金元素、原始组织状态、热加工、热处理等对奥氏体晶粒度也有一定的影响。
钢晶粒度测定法很多，有比较法、面积法、截点法、弦计算法等。
渗碳的目的是为了使钢件表层获得高的硬度和耐磨性，而中心具有良好的冲击韧性，渗碳用钢均是低碳钢和低合金钢，如10、15、20、15Cr、20CrMn Ti、20MnVB、20Cr、12Cr2Ni4A等等。
三、实验原理及内容（一）、测定奥氏体晶粒度的试样及晶粒显示方法测定奥氏体晶粒度的试样，应在交货状态的钢材上截取，试样的数量及取样部位按相应的标准规定执行。
试样尺寸建议为：圆形试样直径10～20mm，矩形试样10×20mm。
奥氏体晶粒度的显示方法主要有以下几种：渗碳法、网状F法、网状P法、加热缓冷法等，其中加热缓冷法适用于过共析钢，我们实验中采用过共析钢，故晶粒显示参照加热缓冷法，具体方法为：将一组试样经不同的温度加热、保温1.5h后，缓冷至600℃出炉。
除去试样表面氧化层，制成金相试样，根据碳化物沿奥氏体晶界析出的网络测定钢的晶粒度。
（用碱性苦味酸钠酒精溶液腐蚀使网状Fe3C变成黑色）。
（二）、钢的渗层组织及检查方法1、渗碳后的显微组织根据渗碳温度，渗碳时间及渗碳介质活性的不同，钢的渗碳层厚度与含碳量的分布也不同。
一般渗碳层厚度约为0.5-1.7mm。
渗碳层的含碳量，从表层向中心，含碳量逐渐下降。
渗碳后钢的表面含碳量约在0.85～1.05% 之间。
碳钢与合金钢渗碳后的组织状态有很大差别。
碳钢经渗碳后退火状态下从表面至中心部分的显微组织，最表面第一层为过共析区（含碳量0.8-1.2%），由珠光体和网状二次渗碳体组成，而合金渗碳钢渗碳后则为珠光体和粒状碳化物组成；第二层为共析区（含碳量在0.8%左右），由层状珠光体组织构成；第三层为亚共析过渡区，直至钢中心部分出现原始组织的界限为止（含碳量由0.8%以下直到碳钢原始含碳量为止），由珠光体和先共析铁素组成；中心为亚共析区，即未渗碳前的原始组织。
热处理实训教师指导手册(张卫)
《热处理实训实训》教师指导手册项目名称：热处理实训适用专业：材料成型技术焊接专技术热处理专业实训学时： 60指导教师：二0一三年 2 月《热处理实训》教师指导手册1．实训项目概况1．适用专业：材料成型技术焊接专技术热处理专业。
2．实训安排： 2周， 60学时表1--实训安排2．实训教学目标（1）能力培养任务训练学生：金属材料及热处理基础能力、金属材料选用能力、热处理工艺编制及操作能力、热处理设备仪表选用能力、金属材料与零件热处理质量检测能力、热处理辅助工种拓展能力。
（2）知识培养任务通过本课程的学习使学生掌握钢的热处的基本理论，并掌握热处理工艺的基本操作。
并能将热处理的基本理论、基本知识和操作技能应用于实践。
（3）素质培养任务在实训过程中对接职业标准，掌握技术技巧，引导学生诚实守信、爱岗敬业、安全文明生产、规范操作等素质和能力的养成。
3．实训主要任务及内容本课程是以就业为导向，以技能培养为目标而设置的高职热处理专业核心技能训练课之一，在实训环节教学中占据重要的地位，是培养学生专业应用能力的关键性实训课程。
本课程以理论教学为辅，技能训练为主，主要学习与热处理工操作相关的基本知识及热处理工操作演示的基本训练。
项目一火花鉴别用火花鉴别法鉴别表2中所列材料；比较不同含碳量的碳钢及合金钢的火花特征表2项目二硬度测定测定表3中所列的金属材料及热处理状态下，试样的洛氏硬度值、布氏硬度值。
表3注：布氏硬度测出压痕的水平、垂直两个方向直径，求平均值后查表得硬度值。
洛氏硬度每块试样测三点，计算平均值项目三金相检验及热处理缺陷组织分析1、检验钢中的缺陷组织:带状组织、魏氏组织评定级别。
2、脱碳层测定。
3、过热过烧及淬火裂纹的检验。
4、观察分析常见几种金属材料的金相组织，详细内容见表4表4项目四退火技能训练制定出表5所列材料的热处理工艺规范。
然后分组进行热处理操作。
磨制试样，测定经退火处理后试样的硬度值。
用金相显微镜观察退火后的金相组织，将测得的硬度值与相应得到的显微组织一起填入实验报告。
热处理综合实验指导书.docx
昆明理工大学热处理综合实验指导书材料科学与工程学院实验中心2011年10月26日第一节概述热处理综合实验是对学生热处理棊础知识与综合技能的全面锻炼与考察，木实验要求学牛以常见机械零件为对象，对零件的工作坏境进行分析，并在实验室所能捉供试样的钢种范围内（Q235,20, 45, 40Cr, T8, T10钢）进行选材，再根据材料的基本性质设计相应的热处理工艺，以相同材质的试样进行热处理实验，实验完毕后测试锁度，以对实验效果进行判断。
实验步骤1、确定要制造的典型零件或工程构件，如：轴类、齿轮类、滚动轴承类、弹簧类、紧固件、曲轴、连杆、工具、模具零件、铸件等。
画出零件草图。
2、根据所要制造零件的服役条件（工作状态）,选择其材料（在Q23520, 45, 40Cr, T8, T10等几种钢中來确定）查阅所选材料的化学成分、热处理临界温度。
3、画出该零件的热处理工艺曲线，标明热处理技术要求。
第二节零件的选材本实验室可提供的材料有Q235, 20, 45, 40Cr, T8, T10,各种材料的基本性能与适用范围如卜：1、Q235, 20 钢Q235和20钢都属于碳素结构钢，其强度较低，很少淬火，无回火脆性。
冷变形塑性高、—•般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，切削加工性、冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不人而韧性要求高的零件，如杠杆轴，变速箱变速叉，齿伦，重型机械拉杆，钩坏等。
Q235和20钢因为含碳量较低，淬火后表面硬度值也不是太高，在36011BS〜4001IBS范围内。
所用的热处理一般选用化学热处理，像渗碳淬火等，一般不会肓接淬火，20钢渗碳淬火回火后的硕度在43HRC〜48HRC Z间。
2、45 钢45号钢也属于碳素结构钢，其含碳量高于20钢，硬度不高，易切削加工。
45钢调质处理后具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重耍的结构零件，特別是那些在交变负荷卜工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
热处理作业指导书
热处理作业指导书一、引言热处理是一种通过加热和冷却材料来改变其物理和化学性质的工艺。
本指导书旨在提供热处理作业的详细步骤和操作要求，以确保作业的安全性、质量和效率。
二、作业准备1. 确定热处理的材料和要求，包括材料类型、尺寸、形状、硬度要求等。
2. 检查热处理设备的状态，确保其正常运行和安全可靠。
3. 准备所需的工具和设备，包括炉子、温度计、冷却介质等。
4. 确定热处理的工艺参数，包括加热温度、保温时间、冷却速率等。
三、热处理步骤1. 清洁材料：将待处理材料进行清洁，去除表面的污垢和氧化物。
2. 加热：将清洁后的材料放入预热炉中，逐渐升温至所需的加热温度。
确保加热速率适中，避免材料的过热或热应力。
3. 保温：在达到加热温度后，将材料保持在该温度下一定的时间，以确保热处理效果的达到。
4. 冷却：根据热处理要求，选择适当的冷却方法，如水淬、油淬或空冷。
确保冷却速率符合要求，避免材料的过冷或不均匀冷却。
5. 清理和检查：将热处理后的材料进行清理，去除表面的残留物。
进行必要的检查，如硬度测试、显微组织观察等，以评估热处理效果。
四、安全注意事项1. 操作人员必须熟悉热处理设备的操作规程和安全注意事项。
2. 在操作过程中，严禁接触加热设备和热处理材料，以免发生烫伤事故。
3. 加热和冷却过程中，要确保操作环境的通风良好，避免有害气体的积聚。
4. 在使用冷却介质时，要防止溅入眼睛和皮肤，必要时佩戴防护眼镜和手套。
5. 在热处理过程中，要随时观察材料的变化情况，如有异常应及时采取措施。
五、质量控制和记录1. 对于每次热处理作业，要制定相应的质量控制计划，包括对材料硬度、显微组织等进行检测和评估。
2. 在热处理过程中，要及时记录关键参数，如加热温度、保温时间、冷却方法等。
3. 对于热处理后的材料，要进行必要的质量检验，确保其符合规定的技术要求。
4. 所有的热处理作业记录和质量检验报告要进行归档保存，以备查阅和追溯。
热处理作业指导书：
热处理作业指导书：引言概述：热处理是一种通过控制材料加热和冷却过程来改变其物理和机械性质的方法。
在制造业中，热处理被广泛应用于提高材料的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性等方面。
本文将为您介绍热处理作业的指导书，包括预热、加热、冷却和后处理等四个部分。
一、预热阶段：1.1 温度选择：根据材料的种类和要求，选择适当的预热温度。
预热温度过低会导致热处理效果不佳，而过高则可能引起材料的变形或裂纹。
1.2 时间控制：预热时间应根据材料的厚度和尺寸来确定。
通常情况下，较大的材料需要更长的预热时间，以确保整个材料达到均匀的温度。
1.3 温度均匀性：在预热过程中，应尽量避免温度不均匀的情况。
可以通过采用合适的加热设备和适当的加热方式，如气体加热、电阻加热或电磁加热等，来提高温度的均匀性。
二、加热阶段：2.1 加热速率：加热速率应根据材料的类型和要求来确定。
过快的加热速率可能导致材料的变形或裂纹，而过慢的加热速率则会延长加热时间。
2.2 加热温度：根据热处理的要求，选择适当的加热温度。
加热温度过低会导致热处理效果不佳，而过高则可能引起材料的烧结或过热。
2.3 加热时间：加热时间应根据材料的厚度和尺寸来确定。
通常情况下，较大的材料需要更长的加热时间，以确保整个材料达到所需的温度。
三、冷却阶段：3.1 冷却介质选择：根据材料的种类和要求，选择适当的冷却介质。
常用的冷却介质包括空气、水、油和盐浴等。
不同的冷却介质会对材料的硬度和组织结构产生不同的影响。
3.2 冷却速率：冷却速率应根据热处理的要求来确定。
过快的冷却速率可能导致材料的变形或裂纹，而过慢的冷却速率则会影响材料的硬度和强度。
3.3 冷却方法：根据材料的尺寸和形状，选择适当的冷却方法。
常用的冷却方法包括自然冷却、水淬和油淬等。
不同的冷却方法会对材料的硬度和组织结构产生不同的影响。
四、后处理阶段：4.1 温度控制：根据热处理的要求，选择适当的后处理温度。
后处理温度过低可能导致热处理效果不佳，而过高则可能引起材料的烧结或过热。
作业指导书(热处理)
作业指导书(热处理)第一篇：作业指导书(热处理)热处理是金属加工中常见的一种工艺，通过加热和冷却金属材料，可以改变其组织结构和性能。
热处理可以分为多种类型，包括退火、淬火、回火等。
本篇文章将重点介绍热处理的基本原理和常见方法。
热处理的基本原理是通过控制金属材料的加热和冷却过程，使其产生期望的组织结构和性能变化。
热处理的过程可以分为三个阶段：加热、保温和冷却。
加热过程将金属材料加热到一定温度，使组织发生相变。
保温过程使金属材料的组织结构得到稳定，并使其达到均匀性。
冷却过程是将金属材料迅速冷却，使其组织结构固定下来。
热处理的常见方法之一是退火。
退火是通过将金属材料加热至适当温度，然后缓慢冷却的过程。
退火可以改善金属材料的塑性和韧性，并降低其硬度。
退火适用于处理冷加工后的金属材料，可以消除内部应力、改善金属的可加工性。
淬火是热处理的另一种常见方法。
淬火是通过将金属材料加热至适当温度，然后迅速冷却的过程。
淬火可以使金属材料产生马氏体组织，提高其硬度和强度。
淬火后的金属材料通常呈脆性，需要进一步进行回火来提高其韧性。
回火是淬火的后续处理步骤，通过将淬火后的金属材料加热至一定温度，然后缓慢冷却。
回火可以降低金属材料的硬度，提高其韧性和抗冲击性。
回火的温度和时间选择取决于金属的种类和期望的性能。
除了退火、淬火和回火，热处理还包括正火、间歇淬火、表面淬火等多种方法。
正火是将金属材料加热至适当温度，然后以较慢的速度冷却的过程。
正火可使金属材料的组织结构细化，提高其强度和韧性。
间歇淬火是将金属材料加热至适当温度，然后在空气中冷却。
表面淬火是将金属材料表面加热至适当温度，然后迅速冷却。
热处理在金属加工中起到了重要的作用。
通过热处理，可以改变金属材料的性能，使其更适合特定的应用。
然而，不同的金属材料对热处理的响应有所差异，因此在进行热处理之前，需要对材料进行详细的分析和实验，以确定最合适的处理方法。
总结起来，热处理是金属加工中常见的一种工艺，通过加热和冷却金属材料，可以改变其组织结构和性能。
金属热处理原理及工艺实验指导书(定稿)-2005
金属热处理原理及工艺实验指导书主编：汤峰刘英中原工学院材料科学与工程教研室2004.6.6目录实验一、钢的热处理实验二、碳钢热处理后显微组织及性能实验三、钢的淬透性及组织分析实验四、钢渗碳后及渗碳淬火后的显微组织分析实验一钢的热处理一、实验目的1、了解碳钢的普通热处理（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。
二、实验原理钢的热处理就是钢在固态下通过加热、保温和冷却，改变其内部组织，从而获得所需性能的一种操作方法。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
热处理操作中，正确地选择加热温度、保温时间和冷却方式，这是热处理质量的保证。
1、加热温度（1）退火加热温度亚共析完全退火加热温度是 Ac3+(30～50)℃；共析钢和过共析钢的球化退火加热温度是 Ac1+(20～30)℃。
（2）正火加热温度亚共析钢是 Ac3+(30～50)℃；过共析钢是 Ac cm+(30～50)℃。
（3）淬火加热温度亚共析钢是 Ac3+(30～50)℃；过共析刚是 Ac1+(30～50)℃。
（4）回火温度钢淬火后要回火。
回火分为以下三类：a、低温回火（150℃～250℃）得到的组织为回火马氏体，其目的是降低淬火后的应力，减少钢的脆性。
低温回火常用于高碳钢切削刀具、量具和轴承等工件的处理。
b、中温回火（350℃～500℃）得到的组织为回火屈氏体。
目的是获得高的弹性极限，较好的韧性。
主要用于中高碳钢弹簧的热处理。
C、高温回火（500℃～650℃）得到的组织为回火索氏体。
目的是获得较高的强度、硬度和冲击韧度的综合力学性能。
通常把淬火 +高温回火称为调质处理。
主要用于中碳结构钢要求具有综合力学性能机械零件的热处理。
各种钢回火温度与硬度值之间的关系可从有关手册中查阅，也可采用以下经验公式估算回火温度。
T（℃） =200+K（60-HRC）式中 K-系数，当回火后的硬度值>30HRC时，K=11；<30HRC时，K=12。
工程材料及热处理实验指导书
工程材料及热处理实验指导书工程材料及热处理实验指导书一、实验目的通过本次实验，了解工程材料的基本性质和热处理过程，培养学生的实验技能和分析能力，提高学生的动手能力和实验操作水平。
二、实验器材和试剂1. 金相显微镜、金相试样切割机、金相研磨机、金相腐蚀液。
2. 热处理炉、真空炉。
3. 不同种类的工程材料板材。
4. 高纯度高温度热处理试剂。
三、实验过程1. 制备试样根据实验要求，将所需的工程材料切割成适当大小的薄片，进行打磨、抛光等处理，确保表面平整且无明显瑕疵。
2. 金相显微镜检测取出制备好的试样，放入金相显微镜中进行观察。
通过观察，研究不同的材料的微观组织结构并对比其差异。
3. 热处理实验将制备好的试样放置在预热好的热处理炉中，进行加热处理。
根据不同的材料，选择不同的处理温度、时间，进行淬火、退火等不同形式的热处理实验。
经过热处理后，将处理后的试样放入金相显微镜中进行观察和分析。
4. 分析结果通过观察所处理的样品，分析材料的性质和组织结构的变化，得出热处理对工程材料性质和结构的影响结论。
四、实验注意事项1. 实验室必须保持干燥、通风良好，保证操作安全。
2. 实验过程中需佩戴工作手套、口罩、护目镜等防护用具，以免造成身体损伤。
3. 热处理实验需要安全可靠的炉具，保证实验过程中的安全稳定。
4. 实验应从简单到复杂逐步进行，避免热处理的过程中出现失误。
5. 实验结束后，有关器材和试剂必须清洗归还，保持实验室的整洁，防止设备的磨损和损坏。
五、实验总结工程材料及热处理实验揭示了材料的性质和组织结构对于材料性质和变化的影响。
通过实验，我们可以更好地理解不同工程材料的组织结构和性能特点，了解热处理的基本过程和影响，理解热处理对材料性能和结构变化的本质原因，为我们在材料设计和工程开发的过程中提供了有力的支持。
热处理实验指导书
实验一 金相显微镜的使用与金相样品的制备一、实验目的1.了解金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2.掌握制备金相显微试样制备的基本操作方法。
二、实验概述金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法之一，特别是在金属材料研究领域中占有很重要的地位。
金相显微镜是进行显微分析的主要工具，利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法，称为金相显微分析法。
金相显微分析可以观察、研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物（如氧化物、硫化物等）在组织中数量和分布情况等问题，即可以研究材料的组织结构与其化学成分（组成）之间的关系，确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织，可以判别材料质量的优劣等。
在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。
由于光学的原因，金相显微镜的放大倍数为几十倍到两千倍，鉴别能力为250μm 左右，若观察工程材料的更精细结构（如嵌镶块等），则要用近代技术中放大倍数可达几十万倍的透射、扫描电子显微镜及X 光射线技术等。
以下仅对常用的光学金相显微镜做一介绍。
1.金相显微镜的原理、构造及使用 （1）金相显微镜的基本原理金相显微镜的光学原理如图1-1所示。
光学系统包括物镜、目镜及一些辅助光学零件。
物镜和目镜分别由两组透镜组成。
对着物体AB 的一组透镜组成物镜O 1；对着人眼的一组透镜组成目镜O 2。
现代显微镜的物镜、目镜都由复杂的透镜系统组成。
图1-1 金相显微镜的光学原理示意图物镜使物体AB 形成放大的倒立实像A ，B ，（称中间像),目镜再将A ,B ,放大成仍倒立的虚像A ,,B ,,，其位置正好在人眼的明视距离处(即距人眼250mm 处),人眼在目镜中看到的就是这个虚像A ,,B ,,。
金相显微镜的主要性能如下： 1)放大倍数显微镜的放大倍数下面公式来确定：目物目物f Df L M M M •== 式中 M ——显微镜的放大倍数；M——物镜的放大倍数；目M ——目镜的放大倍数；物f ——物镜的焦距；目f ——目镜的焦距； L ——显微镜的光学镜筒长度；D ——明视距离（250mm ）。
热处理作业指导书
热处理作业指导书引言概述：热处理是一种常见的金属材料加工方法，通过控制材料的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能，以提高材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性等。
本文将为您介绍热处理作业的指导书，包括热处理的基本原理、作业流程、注意事项和常见问题解答，以匡助您更好地进行热处理作业。
一、热处理的基本原理1.1 加热过程热处理的第一步是将材料加热到一定温度。
加热温度取决于材料的种类和要达到的性能要求。
常见的加热方法包括火焰加热、电阻加热和感应加热。
在加热过程中，需要注意以下几点：（1）控制加热速率：过快的加热速率可能导致材料内部应力过大，引起变形或者开裂。
因此，应根据材料的热导率和热膨胀系数，合理控制加热速率。
（2）保持均匀加热：确保材料在加热过程中均匀受热，避免浮现温度梯度过大的情况，以免引起组织不均匀或者应力集中。
1.2 保温过程在达到所需加热温度后，需要将材料保持在一定温度下，以使其组织发生相应的变化。
保温时间取决于材料的类型和要达到的性能要求。
在保温过程中，需要注意以下几点：（1）控制保温时间：过短的保温时间可能导致组织转变不彻底，影响材料的性能。
而过长的保温时间则可能导致材料的晶粒长大过大，影响材料的综合性能。
（2）保持稳定温度：保温过程中需要控制温度的稳定性，避免温度波动引起组织不均匀或者性能下降。
1.3 冷却过程在保温结束后，需要将材料迅速冷却，以固定其组织结构和性能。
冷却方法通常包括水淬、油淬和空冷等。
在冷却过程中，需要注意以下几点：（1）选择适当的冷却介质：根据材料的种类和要求的性能，选择合适的冷却介质。
不同的冷却介质会对材料的组织结构和性能产生不同的影响。
（2）控制冷却速率：过快或者过慢的冷却速率都可能导致材料的性能下降。
因此，需要根据材料的热导率和冷却介质的特性，合理控制冷却速率。
二、热处理作业流程2.1 准备工作（1）选择合适的材料：根据需要改善的性能要求，选择合适的材料进行热处理。
热处理作业指导书
热处理作业指导书一、引言热处理是一种用于改变材料的物理和化学性质的工艺，通过加热和冷却的过程，使材料的性能得到优化。
本指导书旨在提供热处理作业的详细步骤和操作要求，以确保热处理过程的准确性和一致性。
二、作业准备1. 确定热处理的材料和工艺要求，包括温度范围、保温时间和冷却方式等。
2. 检查炉具和设备的状态，确保其正常运行并符合安全要求。
3. 准备适当的保护设备，如手套、护目镜和防护服等，以确保作业人员的安全。
三、热处理步骤1. 准备工件：清洁工件表面，去除杂质和油脂等，以确保热处理效果的准确性。
2. 加热：将工件放入预热炉中，并根据工艺要求设定合适的温度和保温时间。
确保工件均匀受热，避免过度或不足加热。
3. 保温：在达到设定温度后，保持一定的保温时间，以使材料内部的组织结构发生相应的变化。
4. 冷却：根据工艺要求，选择适当的冷却方式，如空气冷却、水冷却或油冷却等。
确保冷却速度符合要求，以获得所需的材料性能。
5. 检验：对热处理后的工件进行检验，包括硬度测试、显微组织观察和化学成分分析等，以确保热处理效果符合要求。
四、作业要求1. 操作人员应具备热处理工艺的基本知识和技能，了解不同材料的热处理要求。
2. 操作人员应严格按照工艺要求进行操作，确保加热温度、保温时间和冷却方式的准确性。
3. 操作人员应正确使用个人防护设备，保证自身安全。
4. 操作人员应定期检查和维护炉具和设备，确保其正常运行。
5. 操作人员应及时记录热处理过程中的关键参数和结果，以便后续分析和追溯。
五、安全注意事项1. 操作人员应熟悉炉具和设备的操作手册，并按照要求进行操作。
2. 确保热处理区域通风良好，避免有害气体积聚。
3. 确保炉具和设备的电气安全，避免火灾和电击等危险。
4. 确保炉具和设备的机械安全，避免意外事故发生。
5. 在操作过程中，严禁随意更改工艺参数，以免影响热处理效果和材料性能。
六、总结本指导书详细介绍了热处理作业的步骤和要求，包括作业准备、热处理步骤、作业要求和安全注意事项等。
热处理工艺作业指导书
热处理工艺作业指导书1、目的为贯彻公司职业健康安全方针，有效进行安全生产，并控制污染物的产生和排放，护环境，特制定作业指导书。
2、适用范围本规程规定了热处理工艺作业及与热处理作业相关的辅助作业。
本规程适用于热处理厂内各种机器零件的整体热处理（包括调质、正火、退火、回火）、表面加热淬火（包括工频、中频、高频感应加热淬火和火焰加热淬火）、化学热处理（包括气体渗碳、离子渗氮）、盐浴热处理和矫直作业。
3、总则3.1、热处理工艺过程在实施人员、生产、质量管理的同时，应实施安全、环境保护管理。
3.2、所有热处理作业场地及与热处理作业相关的辅助作业场地都应有安全、卫生、环保措施。
3.3、所有热处理作业及与热处理作业相关的辅助作业相关的设备、设施都应有安全、卫生、环保措施。
3.4、热处理作业及与热处理作业相关的辅助作业所使用所有的工艺材料、辅助材料除满足工艺技术要求外，同时还要符合安全、卫生、环保要求。
3.5、热处理作业及与热处理相关的辅助作业人员要掌握本岗位的可能存在和产生的危险的有害因素和防护措施；要掌握本岗位可能存在和产生的影响环境的有害因素和防护措施。
3.6、热处理作业及与热处理相关的辅助作业人员要掌握本岗位的应急程序和应急措施。
3.7、热处理作业及与热处理相关的辅助作业人员工作时要穿戴好防护用具，防护用品应符4、操作规程4.1、热处理工艺作业职责4.1.1 热处理工艺作业指导书由分厂安全、生产、技术、设备等负责小组制定和实施情况的检查。
4.1.2 热处理工艺作业指导书经公司主管部门审定批准后由热处理分厂厂长总负责、热处理分厂生产、设备厂长、技术厂长具体主抓落实。
4.1.3 分厂安技员负责依照相关的安全、环境法律、法规确定热处理厂的各项控制指标和分厂综合方面（包括生活、生产环境）的安全、环境操作控制要求；技术部负责依照相关的安全、环境法律、法规、质量管理文件制定热处理作业操作工艺方面的质量要求；设备部负责依照相关的安全、环境法律、法规、质量管理文件制定热处理厂房、设备、设施操作及维护、维修作业操作方面的安全、环境、质量要求。
热处理作业指导书
热处理作业指导书一、引言热处理是一种常见的金属加工工艺，通过控制材料的温度和时间来改变材料的物理和化学性质，以达到增强材料硬度、强度和耐磨性的目的。
本指导书旨在提供热处理作业的详细步骤和注意事项，以确保热处理过程的质量和安全。
二、作业准备1. 确定热处理工艺：根据材料的类型、要求的性能和使用条件，选择适当的热处理工艺，如退火、淬火、回火等。
2. 准备设备和工具：确保热处理设备和工具的正常运行，包括炉子、温度计、夹具、保护气体等。
3. 准备材料：检查材料的质量和规格，确保材料无损伤和污染，并进行必要的清洁处理。
三、作业步骤1. 温度控制：a. 预热炉子：将炉子预热至所需的温度。
b. 加热材料：将材料放入预热好的炉子中，确保材料均匀受热。
c. 控制温度：根据工艺要求，控制炉子温度，并持续保持一定的时间。
d. 冷却：根据需要，采取适当的冷却方式，如水淬、空气冷却等。
2. 时间控制：a. 确定保温时间：根据材料的类型和要求的性能，确定保温时间。
b. 控制保温时间：在保温过程中，严格控制保温时间，避免过短或过长的保温时间对材料性能造成影响。
3. 操作注意事项：a. 安全措施：佩戴适当的防护设备，如耐高温手套、护目镜等，确保操作人员的安全。
b. 操作规范：按照标准操作规程进行热处理作业，避免操作失误和事故发生。
c. 材料标记：对每个材料进行标记，包括材料类型、批次号等，以便追溯和管理。
d. 设备维护：定期检查和维护热处理设备，确保设备的正常运行和准确性。
四、质量控制1. 检测方法：根据要求，选择适当的检测方法，如金相分析、硬度测试、拉伸试验等，对热处理后的材料进行质量检测。
2. 检测标准：根据相关标准和规范，对热处理后的材料进行检测，并与要求的性能指标进行比对。
3. 记录和报告：对热处理过程中的关键参数和检测结果进行记录和报告，以备后续参考和追溯。
五、作业总结1. 分析总结：对热处理过程中出现的问题和不足进行分析总结，找出改进和提升的方向。
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《热处理工艺学》实验指导书实验一 钢的淬透性（2课时）一、实验目的1．熟悉用顶端淬火法测定钢的淬透性；2．确定实验用钢的临界淬透直径；3．比较碳钢与合金钢的淬透性。
二、实验原理淬透性是指钢在一定的冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力，通常用淬透性曲线图来表示。
淬透性大小是钢的一种重要技术性能，它是设计机械零件的一项重要数据，因此几乎大部分钢种均要进行淬透性的测定。
测定钢的淬透性方法很多，有顶端淬火法、断口检验法、U 曲线法、临界直径法及计算法等。
目前国内外广泛应用的是顶端淬火法。
顶端淬火法比较简便，适用范围较广，通常用于结构钢淬透性的测定，也可用于弹簧钢、轴承钢及合金工具钢等。
我国国家标准中规定的两个淬透性检验方法为：GB227-63碳素工具钢淬透性试验法，GB225-63结构钢顶端淬透性试验法。
本次实验课只做顶端淬透性试验。
顶端淬透性试验法：顶端淬透性试验法是将一圆柱形标准试样加热到淬火温度，然后在试样的一个端面喷水淬火，故称为顶端淬火法。
喷水端冷却速度最大，随着距喷水端距离的增加，冷却速度逐渐减小。
由于冷却速度不同，试样的不同部位转变为不同的组织。
不同的组织反映出性能上的差异；测出沿试样长度方向硬度值的变化，根据硬度值绘成的曲线即为淬透性曲线。
具体试验方法如下：1．试样——标准试样尺寸为直径25mm ，长度100mm 的圆柱形试样；2．加热——加热是在温度均匀的电炉中进行，40钢加热温度830-850℃，40Cr 钢加热温度840-860℃。
保温时间30~50分钟。
为保持试样表面不发生脱碳及氧化，试样通常是装进保护盒子内再放入加热炉中进行加热的，试样周围填充铁屑及木炭，末端处可铺放少量的石墨粉。
按保护盒的大小应适当增长保温时间，以保证试样本身仍能有足够的保温时间。
3．顶端淬火——淬火是在特制的淬火器上进行的。
喷水口的内径为12.5mm ，试样末端与喷水口的距离为12.5mm 。
淬火前将喷水柱的自由高度调节到65±10mm ，调整后，用玻璃板将喷水柱盖住，如试样架上有水应檫干；准备好后将试样由炉中取出放入淬火支架上，立即抽掉玻璃板开始往试样喷水淬火。
试样从炉中取出到开始喷水这段时间不得超过5秒。
整个喷水过程试样处于静止的空气中，注意不要有水溅到试样侧面，喷水时间为10~12分钟，然后将试样取出放入水中冷却。
4．磨制试样——淬火后的试样在圆柱表面相对180°的两个侧面各磨出一个平面（磨掉约0.2~0.5mm 深度），两个平面相互平行。
注意磨制过程要求水冷以防止发生回火现象。
5．硬度测定——用洛氏硬度计沿磨面的中心线测量硬度值，由距末端1.5mm 处测起，每隔1.5mm测一点。
当硬度值下降趋于平稳时，可每隔3mm 测一次，直到硬度值不再下降为止。
6．绘图——将两个面上测得的硬度值取平均值，画在纵坐标为硬度（HRC ）横坐标为距末端距离的图中。
这种图称为末端淬火硬度曲线图，常简称为淬透性曲线。
由于一个钢种不同炉次冶炼在化学成分、晶粒大小等方面都不会完全相同，因此硬度值也会有点波动，故一种牌号的钢淬透性曲线呈带状。
根据国家标准GB225-63规定，表示钢的淬透性数值的方法是用dHRC J 来表示，J 表示末端淬透性试验，d 表示距试样末端的距离，而HRC 是指d 处所测得的硬度值。
例如某钢种的淬透性值542J，即表示此钢种末端淬火试样距末端5mm 处的硬度值为HRC42。
我国各种钢的淬透性曲线均已测出，使用时可查阅有关手册（淬透性手册、热处理手册、合金钢手册及机械工程手册有关部分等）。
三、实验器材与设备设备——箱式电阻炉、顶端淬火器、洛氏硬度计、台式砂轮机。
器材——铁钳、铁盒、手套、钢笔尺。
试样——40、40Cr钢顶端淬火试样。
四、实验组织1．全班分组，分别测定40、40Cr其中一种钢的淬透性。
2．汇集本大组的实验数据，绘制两个钢种的顶端淬火硬度曲线即淬透性曲线。
3．负责淬火操作的同学事先要进行操作演练，试样转移时间不超过5秒。
4．测硬度前，在试样侧面上先涂上粉笔，在用铅笔、直尺画刻度线。
5．负责测硬度的同学，在上硬度计操作之前，先听硬度计操作要领的讲课。
五、实验报告要求1．写出实验目的。
2．列出二个钢种的硬度实验数据纪录表。
3．根据实验所得的硬度数据，用坐标纸绘制出试验用钢的淬透性曲线。
4．依据绘制的淬透性曲线，并借助教材中的有关曲线图，估计出实验用钢在水中及油中淬火时的临界直径。
实验二普通钢的热处理（4课时）2.1实验目的1．了解钢普通热处理(退火、正火、淬火、回火)的操作方法。
分析钢在热处理时含碳量、加热温度、冷却速度及回火温度等主要因素对钢热处理后组织与性能的影响。
2、了解金属材料的硬度试验方法。
2.2实验概述热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。
热处理的主要目的是改变金属材料的性能，其中包括使用性能及工艺性能。
热处理之所以能使金属材料的性能发生显著变化，主要是由于金属材料的内部组织结构可以发生一系列的变化。
采用不同的热处理工艺过程，将会使金属材料得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。
钢的热处理工艺过程是:将钢加热到一定的温度，经一段时间的保温，然后以某种速度冷却下来。
通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
1．钢的热处理（1）钢的退火钢的退火通常是把钢加热到临界温度A C1或A C3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。
此时，奥氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态的组织。
一般中碳钢(如40、45钢)经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度较低(HB180～220)有利于下一步进行切削加工。
图2-1是以45钢为例的退火工艺曲线：(a)普通退火工艺曲线 (b) 二段式退火工艺曲线图2-1 45钢的退火工艺曲线保温时间的经验公式：τ = K D (2-1)(单位为min,式中,K为加热系数,一般K =1.5∽2.0mm/min,若装炉量大，则可延长保温时间；D为工件有效厚度,单位为mm)。
操作步骤如下：入炉→保温→出炉→炉冷退火硬度要求：45，≤197HB； T8，≤180HB。
（2）钢的正火钢的正火通常是把钢加热到临界温度A C3或A CCM线以上，保温一段时间，然后进行空冷。
由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力。
对于低碳钢来说，正火后提高硬度，可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。
图2-2是以45钢为例的正火工艺曲线：图2-2 45钢的普通正火工艺曲线保温时间的经验公式参见式（2-1）。
操作步骤如下：入炉→保温→出炉→空冷正火硬度分析：45，≤241HB； T8，241-302HB。
(3) 钢的淬火钢的淬火通常是把钢加热到临界温度A C1或A C3线以上，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
图2-3是以45钢为例的淬火工艺曲线：(a)普通淬火工艺曲线 (b) 等温淬火工艺曲线图2-3 45钢的淬火工艺曲线保温时间的经验公式参见式（2-1）。
操作步骤如下：入炉→ 保温→ 出炉→ 油冷（或水冷）淬火硬度分析如表（2-1）所示。
表（2-1）淬火硬度分析材料 淬火温度 洛氏硬度（HRA ）45 840 约为57 T8 780 62~63(4)钢的回火钢的回火通常是把淬火钢重新加热至A C1线以下的一定温度，经过适当时间的保温后，冷却到室温的一种热处理工艺。
由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂，甚至开裂。
一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度。
因此，淬火钢必须进行回火处理。
不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。
图2-4是以45钢为例的回火工艺曲线。
图2-4 45钢的回火工艺曲线保温时间的经验公式参见式（2-1）。
操作步骤如下：入炉→ 保温→ 出炉→ 水冷（或空冷）。
回火硬度分析：①650℃回火硬度值如表（2-2）所示。
表（2-2）650℃回火硬度值材料 回火温度 性能45 650℃ ≤300 HBT8 650℃ 23-25 HRC②淬火后系列回火温度对应硬度值如表（2-3）所示。
表（2-3）淬火后系列回火温度对应硬度值2.碳钢的普通热处理工艺(1)加热温度碳钢普通热处理的加热温度，原则上取加热到临界温度A C1或A C3线以上30～50℃。
但生产中应根据工件实际情况作适当调整。
热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。
但加热温度过低，也达不到要求。
(2) 加热时间热处理的加热时间(包括升温与保温时间)与钢的成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。
因此，要确切计算加热时间是比较复杂的。
在实验室中，一般按照经验公式加以估算。
回火的保温时间，要保证工件热透并使组织充分转变。
组织转变时间一般不大于0.5h ，但热透时间则随回火温度、工件有效厚度、装炉量及加热方式而异。
生产中，材料 45 T8150℃ 64HRC200℃ 50-55HRC 60HRC320℃ 45-50HRC 48HRC360℃ 40-45HRC420℃ 35-40HRC 42HRC480℃ 30-35HRC 36HRC550℃ 25-30HRC 31HRC600℃ 20-25HRC 27HRC一般为1～3h。
由于实验所用试样较小，故回火保温时间可为30min。
(3) 冷却方法①退火冷却方式：钢退火时，一般采用随炉冷却到600～550℃以下再出炉空冷。
②正火冷却方式：钢正火时，一般采用在空气中冷却。
③淬火冷却方式：钢淬火时，钢在过冷奥氏体最不稳定的范围内(650～550℃)的冷却速度应大于临界冷却速度，从而保证工件不转变为珠光体型组织；而在Ms点附近的冷却速度应尽可能低，从而降低淬火内应力，减少工件变形与开裂。
因此，淬火时，除了要选用合适的淬火冷却介质外，还应改进淬火方法。
对形状简单的工件，常采用简易的单液淬火法，如碳钢用水或盐水液作冷却介质，合金钢常用油作冷却介质。
④回火冷却方式：碳钢回火时，一般采用在空气中冷却。
3.碳钢含碳量对淬火后硬度的影响在正常淬火条件下，钢的含碳量越高，淬火后的硬度也越高。
低碳钢淬火后，硬度一般在40HRC 左右；中碳钢淬火后，硬度可达50～62HRC；高碳钢淬火后，硬度高达62～65HRC。
4.不同的回火温度对碳钢硬度的影响淬火钢在回火过程中发生了一系列的组织变化，这必然会使其机械性能发生相应的变化。