钢的热处理及硬度测量优秀课件

45钢经完全退火后得到的组织是铁素体+珠光体。正火后 的组织是铁素体+索氏体,如图2所示。与退火后的组织比较， 正火后的组织中铁素体量较少，珠光体型组织细密且数量较 多。
图2 45钢的退火组织
45钢的正火组织
45钢在正常加热温度下油淬，得到的组织是马氏体（板 条状和针状）+屈氏体（黑色网状）+少量上贝氏体（暗灰 色羽毛状），如图3所示。若在水中淬火可得到全部马氏体 （板条状和针状），但由于马氏体很细小，在显微镜下不易 分清其形态特征，如图4所示。
三、实验原理
(一)热处理实验
碳钢经热处理后的组织大都 是不平衡组织，因此，在研究 热处理后的组织时，不但要使 用铁碳相图，而且要用钢的过 冷奥氏体转变曲线（TTT或CCT 曲线）来分析。
45钢经不同热处理后的组织
图1为45钢的CCT曲线。可 用来分析该钢在退火、正火、 淬火后的组织。
图1 45钢的CCT曲线
钢的热处理及硬度测量优秀课 件
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉注意事项
一、来自百度文库验目的
1 了解热处理工艺操作； 2 研究淬火温度、冷却速度、回火温度对 45和T10钢性能（硬度）的影响； 3 熟悉硬度计的使用方法。
二、实验仪器
1.箱式电阻炉 2.布氏硬度计 3.洛氏硬度计 4.维氏硬度计
式中：F—试验力，kgf； s——压痕表面积，mm h——压痕深度，mm2。
式中：D—球压头直径，mm； F——试验力，N； d——压痕平均直径，mm；
2洛氏硬度试验
洛氏硬度试验机的结构： 金属洛氏硬度计是测量材料洛氏硬度的专用设备。 a.根据施加试验力的方式不同洛氏硬度计可分为： 1．直接加荷式硬度计 2．杠杆式硬度计 3. 还有弹簧加试验力及液压加试验力等形式的硬度计。
图6 45钢水淬后400℃回火组织
45钢水淬后600℃回火，得到回火索氏体，如图7所示。回 火索氏体中的铁素体呈白亮色等轴晶粒，回火索氏体中的渗 碳体呈粒状（比回火屈氏体中的颗粒大）分布在铁素体基体 上。
图 7 45钢水淬后600℃回火组织
T10钢 780℃水淬 M+A΄ + Fe3C粒状
T10钢 780℃水淬+200℃回火 回火M +较少A΄ + Fe3C粒
B标尺采用钢球压头，100kg的载荷，硬度范围为20～100HRB，当试样 硬度小于20HRB时，多数情况下金属开始蛹变，变形延续很长时间，测量 结果不容易准确；当试样硬度大于100HRB时，由于钢球压头可能变形， 以及压入深度太小．影响精确测量，均可能造成误差。用来测量有色金属、 合金及退火钢等低硬度零件的硬度。
根据洛氏硬度定义： 一个洛氏硬度单位在特定条件下定义为0.002mm 的压痕深度残余增量。
HRKe e h2 h1
0.002mm
K 为常数，用钢球压头时为130；用金刚石压头时为100。
K为什么定义为130或100？
c.洛氏硬度标尺分类及选用原则
洛氏硬度计按照洛氏硬度试验的基本定义设计，采用金刚石、φ1.588mm 和φ3.175mm钢球三种压头，采用60kg、100kg、150kg三种试验力。 GB/T230-91《金属洛氏硬度试验方法》中扩展为HRA、HRB、HRC、HRD、 HRE、HRF、HRG、HRK、HRH九个标尺。
1.1布氏硬度试验操作原理
1.1.1操作原理 用一定直径的钢球或硬质合金球，在规定的试验力作 用下压入试样表面，经规定的保持时间后卸除试验力， 测量试样表面压痕直径，布氏硬度值是试验力除以压痕 表面积的商。见图3－1
1.1.2计算公式
布氏硬度试验采用硬质合金球压头，硬度符号为HBW； 普通钢球，硬度符号为HBS 布氏硬度值按下式计算的：
图3 45钢的油淬组织
图4 45钢的水淬组织
45钢水淬后200℃回火，得到回火马氏体, 如图5所示。 回火马氏体仍保持马氏体的形态特征,但容易受浸浊，颜色 比马氏体深。
图5 45钢水淬后200℃回火组织
45钢水淬后400℃回火，得到回火屈氏体，如图6所示。回 火屈氏体中的铁素体呈白亮色，但仍基本保持原来马氏体形态。 回火屈氏体中的渗碳体则呈细小粒状或细小片状分布在铁素体 基体上。由于渗碳体颗粒非常细小，而且弥散度很大，在光学 显微镜下不易分清。
洛氏硬度操作原理
a.测量原理及操作过程 洛氏硬度试验采用
1200金刚石圆锥或淬火钢 球作为压头，在初试验力 F0及总试验力F1先后作用 下，将规定的压头压入试 样表面，保持一定的时间 后卸除主试验力Fl，在保 留初试验力F0下测量压痕 残余深度e。 100（或130）减去e值即 为洛氏硬度值。
b.计算公式：
T10钢 780℃加热-水冷400 ℃回火 T回火+ Fe3C粒
回火M转变为：在保持M形态的F基体上分布 着极其细小的渗碳体颗粒
T10钢780℃水冷+600 ℃回火 S回火+ Fe3C粒
由原来M组织形态变成多边形F与颗粒状渗碳体组成的组织称为回火S
(二) 硬度实验
1、布氏硬度 布氏硬度简介 布氏硬度操作原理 布氏硬度检测方法与技术条件 布氏硬度的应用范围及优缺点。
洛氏硬度标尺选用原则：
A标尺采用金刚石压头，60kg的载荷，测量范围为20~88HRA。适用 于测定坚硬或薄硬材料的硬度。如硬质合金、渗碳后淬硬钢、经硬化处理 的薄钢带、薄钢板等。
C标尺采用金刚石压头，150kg的载荷，测量范围为20～70HRC。当试样 硬度低于20HRC时，金刚石压头压入试样过深，由于压头几何形状所造成 的误差增大，测量结果不准确，一般要选用B标尺；当试样硬度大于 70HRC时，压头尖端产生的压力过大，金刚石容易损坏，一般采用检测力 较小，压入很深度较小的A标尺。适应于炭钢、工具钢及合金钢等经过淬 火及回火处理的试样的硬度试验。
b.按照结构形式不同：还分为台式和携带式等。
图1－1直接加荷式硬度计
1－2杠杆式洛氏硬度计
图1-3 洛氏硬度计的外观图
便 携 式
特点是：其试验力的施加是通过螺杆和一个已校准的弹簧完成的；用 刻度表测量弹簧位移来确定试验力的大小；压痕深度的测量由精密螺 旋测微机构完成，硬度值的读取方式是透过放大镜读取鼓轮上的刻度 线。