deform 热处理报告

材料成型专业综合性实验报告

热处理工艺对45#钢组织性能的影响

学生专业: 材料成型与控制工程

学生班级:

学生学号: 1

学生姓名:

指导老师:

报告日期: 2016年7月

目录

一、综述、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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二、实验目的、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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三、材料及仪器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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四、实验过程及热处理模拟操作、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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五、实验结果及热处理模拟对比分析、、、、、、、、、、、、、、、、

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六、结果分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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七、结论、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

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一、综述

1、钢的热处理

钢的热处理就就是把钢在固态下加热到一定的温度进行必要的保温,并以适当的速度冷却到室温,以改变钢的内部组织,从而得到所需性能的工艺方法。热处理与其她加工方法(铸造、锻压、焊接、切削加工等)不同,它只改变金属材料的组织与性能,而不改变其形状与大小,所以用它来处理零件、工具等制成品,处理各种工具、刀具、齿轮与转轴等。钢在热处理条件下所得到的组织与钢的平衡组织有很大的差别,钢加热到临界点(A

)以上时发生奥氏体转变,奥氏体在非常缓

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慢冷却时才能得到平衡组织状态的珠光体或珠光体+铁素体(或渗碳体),但大部

分热处理工艺,如退火、正火、淬火、(回火或时效例外)都就是将钢加热到奥氏体状态,然后以不同的冷却速度(或冷却方式)冷却到室温。退火、正火、淬火的冷却速度的不同,则会得到不同的组织,其力学性能或物理性能也不同。

2.45#钢的综述

45号钢就是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN

为:C45

。国内常叫45号钢,也有叫“油钢”。一般,市场现货热轧居多。冷轧规格1、0~4、0mm之间。含碳(C)量就是0、42~0、50%,Si(硅)含量为0、17~0、37%,Mn(锰)含量0、50~0、80%,Cr(铬)含量≤0、25%,Ni(镍)含量≤0、30%, Cu(铜)含量≤0、25%。

密度7、85g/cm3,弹性模量210GPa,泊松比0、31热处理方法热处理推荐热处理温度:正火850,淬火840,回火600、45号钢为优质碳素结构用钢硬度不高易切削加工模具常用来做模板梢子导柱等,但须热处理。

3.45#钢的热处理工艺

钢的淬火:淬火就就是将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上

30~50ºC,保温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。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。为了正确地进行钢的淬火,必须考虑下列三个重要因素:淬火加热温度、保温时间与冷却速度。

(1)淬火温度选择

正确选定加热温度就是保证淬火质量的重要一环。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量,可根据Fe-Fe3c相图确定(如图1所示)。钢的成分,原始组织及

加热速度等都影响临界点A

c1、A

c2

、及A

cm

的位置。在热处理手册或材料手册中都

可以查到各种钢的热处理温度,热处理时不能任意提高加热温度,因为加热温度过高时,晶粒容易长大,氧化、脱碳与变性严重,也不能任意降低温度,会影响钢的强度与硬度。本次淬火温度为880

℃、

图表1

(2)保温时间的确定

淬火加热时间就是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总与。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关,一般可按照经验公式来估算,碳钢在电炉中加热时间的计算如图表2所示。

加热温度(°C)

工件形状

圆柱形方形板形

保温时间

分钟/每毫米直径分钟/每毫米厚度分钟/每毫米厚度700 1、5 2、2 3

800 1、0 1、5 2

900 0、8 1、2 1、6

1000 0、4 0、6 0、8

图表2

(3)冷却速度的影响

冷却就是淬火的关键工序,它直接影响到钢淬火后的组织与性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度,以保证获得马氏体组织;在这个前提下又应尽量缓慢冷却,以减少钢中的内应力,防止变形与开裂。为此,可根据C曲线图(如图表3所示),使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围(650～550℃)进行快冷(即与C曲线的“鼻尖”相切),而在较低温度(300～100℃)时冷却速度则尽

可能小些

图表3

钢的回火

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往往会出现龟裂;一些精密的零件在使用过程中将会由于变形引起尺寸变化而失去精度,甚至开裂。因此钢淬火后必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得所需的性能。按加热温度高低,回火可分为3类。

①低温回火。在150～250℃的回火称为低温回火,所的组织为回火马氏体,,它就是过饱各程度较小的固溶体,硬度约为60HRC,其目的就是在降低淬火应力、保持钢的高硬度条件下,减少钢的脆性。低温回火长用于高碳钢的切削工具、量具与滚动轴承等。

马氏体组织综述

马氏体就是将钢加热到一定温度(形成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。马氏体通常有片状、板条状,但金相观察中通常表现为针状。一