武汉理工热处理实验指导(学生预习)

实验二：碳钢的热处理及硬度测试

一、实验目的

1.了解碳钢普通热处理（退火、正火、淬火、回火）操作方法。

2.分析碳钢在热处理时：

（1）含碳量对淬火硬度的影响；

（2）不同的冷却速度对钢组织与性能的影响；

（3）不同的回火温度对淬火组织和性能的影响；

3.了解金属材料的硬度测试方法。

二、预习内容

详见第三篇碳钢热处理工艺基础知识及硬度测试的相关内容。（完成实验原理和方法的预习。）

三、实验设备及材料

1.实验用箱式电阻加热炉四台

2.HR-150A型洛式硬度计三台

3.冷却剂：水，10号机油（使用温度约20℃）

4.热处理工艺其他耗材等。

5.实验试样：45钢、T8钢、T10钢各6块，用于分析热处理冷却速度、回火温度、含碳量对钢组织性能的影响。

四、实验内容与步骤

1.学生分3组，每大组分成4小组。按组领取实验试样，并打上钢号，以免混淆。三大组分别进行45钢、T8钢和T10钢的淬火和回火。

2.分组实验指导内容

将6块钢试样加热到840℃，保温20min。然后分别进行空冷、油冷、水冷后测定硬度值，分别取一组数据记录(表一)，另外其中水冷后的两组硬度平均值记录在表二中，并将水冷后的碳钢进行回火，放入电炉中回火30min，回火后采取空冷，冷却后测定回火试样的硬度，并做好记录（表二）。

实验数据记录：

表三、热处理实验数据记录与整理

每组学生相互交换表三数据，各自整理。

五、注意事项

1.学生在实验中要有所分工，各负其责。

2.淬火冷却时，试样要用夹钳夹紧，动作要迅速，并要在冷却介质中不断搅动，夹钳不要夹在测定硬度的表面上，以免影响硬度值。

3.测定硬度前，必须用砂纸将试样表面的氧化皮除去并磨光。每个试样应在

不同的部位测试3次硬度，并计算平均值。

4.热处理时应注意安全操作：

（1）在取放试样时，应切断电炉的电源。

（2）炉门开、关要快。炉门打开的时间不能过长，以免炉温下降，损害炉膛的耐火材料，缩短电阻丝的寿命。

（3）在炉子取放试样时，夹钳应擦干，不能占有水或油。

（4）在炉中取放试样时，操作者应戴上手套，以防烧伤。

（5）认真完成实验报告。

六、思考题

1、根据表一实验数据，绘出钢的冷却速度与淬火硬度间的关系曲线，并分析热处理时，钢加热成奥氏体后不同的冷却速度对钢组织与性能的影响。

2、根据表二实验数据，绘出回火温度与钢硬度间的关系曲线，并分析钢淬火后，不同的回火温度对钢组织和性能的影响。

3、根据表三实验数据，绘出钢的含碳量与淬火后硬度间的关系曲线，并分析其原因。

七、体会和总结

要求对实验数据进行误差分析，并对实验过程进行总结。