45钢及T10钢热处理实验.docx
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45钢及T10钢热处理实验
45钢及T10钢热处理实验
45钢和T10钢热处理实验
一、实验仪器与试样
1.试样:
Ф20×18mm
2.箱式电阻炉,布氏硬度计,洛氏硬度计,砂纸、水(20~30℃)
二、实验内容与步骤
(一)45钢(退火或正火,淬火,回火)
1.对热处理前的45钢试样进行硬度测试。
采用布氏硬度计对原始试样进行硬度测试,共测三次取平均值。
注意试样表面应光滑平坦,不应有氧化皮及油污等。
本实验可用砂纸打磨后用丙酮清洗干净后进行测量。
2.对45钢进行完全退火并测硬度
(1)加热温度
45钢的完全退火是加热到Ac3以上30~50℃,即780+30~780+50,在810~830℃之间取一个温度值。
(2)加热速度:
形状简单的碳素钢可以随炉升温,不控制加热速度。
(3)保温时间
一般碳素钢在温度800℃左右的箱式电阻炉中加热,以每毫米直径或每毫米厚度保温1.0~1.5min为宜。
本实验按1分钟/每毫米直径确定保温时间按为20min。
(4)冷却速度
一般情况下碳钢的冷却速度为100~150℃/h。
本实验试样随炉冷却到500℃左右可出炉空冷。
完全退火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉,然后采用布氏硬度计进行硬度测试,共测三次取平均值。
3.对45钢进行正火并测硬度
与上述完全退火工艺相同,不同的是最后冷却的时候,保温一段时间后将试样直接从炉中取出空冷。
正火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉,然后采用布氏硬度计进行硬度测试,共测三次取平均值。
注:
钢的退火和正火每个小组自由选择其中一个工艺做即可
4.对45钢进行淬火并测硬度。
加热温度,加热速度,保温时间和完全退火工艺相同,所不同的是冷却的时候,保温一段时间后直接将试样从炉中取出,然后迅速将试样淬入水中,注意淬入水后要不停的运动,破坏试样表面蒸气膜的形成。
同时水温控制在40℃以下,还必须不断补充新水,冷却水要保持清洁,否则也会降低冷却能力。
淬火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉,然后采用洛氏硬度计进行硬度测试,共测五次取平均值。
5.对45钢进行回火并测硬度。
将淬火后的试样重新加热到表5中的某一个温度范围内,保温30min,然后从炉中取出试样空冷。
回火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉,然后采用洛氏硬度计进行硬度测试,共测五次取平均值。
硬度计进行硬度测试,共测三次取平均值。
4.对T10钢进行淬火并测硬度
T10钢的淬火同样是加热到Ac1以上30~50℃,在760~780℃之间取一个温度值。
保温20min,将试样从炉中取出,然后迅速将试样淬入水中,注意淬入水后要不停的运动,破坏试样表面蒸气膜的形成。
同时水温控制在40℃以下,还必须不断补充新水,冷却水要保持清洁,否则也会降低冷却能力。
淬火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉,然后采用洛氏硬度计进行硬度测试,共测五次取平均值。
5.对T10钢进行回火并测硬度。
本实验主要对T10钢进行低温回火,将淬火后的试样重新加热到150~200℃之间的某一温度,保温保温30min,然后从炉中取出试样空冷。
低温回火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉,然后采用洛氏硬度计进行硬度测试,共测五次取平均值。
几种常用的碳钢(45、T10和T12)回火温度和硬度的关系列于表6,供实验参考。
三、实验报告要求:
1.把每次测的硬度值都记录下来,并取平均值;
2.把每次采用的热处理工艺参数写清楚,最好采用表格的形式,将热处理工艺与硬度数值对应起来,并根据理论推断试样热处理后的金相组织(也可以对实验室已有的相对应的金相标准试样进行观察)。
3.对实验结果进行对比与分析;
4.实验感想。
附:
1.布氏硬度计的操作步骤
2.洛氏硬度计的操作步骤
1.布氏硬度计的操作步骤
一、试验前准备
a.按所需试验力挂好砝码。
b.松开压紧钉,转动试验力保持时间圆盘,使红色标记对准所需试验力保持时间刻线。
c.将试样置于台上。
上升试台,直至手轮与丝杠螺母相对滑动。
二、试验
a.转动电源开关,接通电源,使红色电源指示灯点亮。
b.按动按钮,电动机开始转动,并做好拧紧压紧螺钉的准备。
c.在试验力保持时间绿色指示灯点亮的同时,迅速拧紧压紧螺钉。
这样,试验力将保持到所需的时间。
d.电动机停止转动后,下降试样台,取出试样。
e.用读数显微镜测量压痕两垂直方向的直径,多测几次取其平均值。
由查表2可得到布氏硬度值。
测量压痕时,要严防读数显微镜与试样发生相对移动。
f.试验完毕,切断电源。
注意:
试验后的压痕直径应在0.25D 本实验仪器是采用的压头是Ф10mm的淬火钢球,因此所测的压痕直径d应在2.5~6mm之间才有效 本实验仪器选择的载荷为1000kgf,因此F/D2=10。 查表1时可根据表中红色框中的数据对照来查。 表1布氏硬度对照表 2.洛氏硬度计的操作步骤 1.按表2选择压头及载荷;(本实验室是用的1200金刚石圆锥压头,载荷为150kgf,即HRC) 2.根据试样大小和形状选用载物台; 3.试样上下两面磨平,然后置于载物台上; 4.加预载,按顺时针方向转动升降机构的手轮,使试样与压头接触,并观察读数百分表上小针移动至小红点为止,此时硬度指针(大指针)转了三圈。 如果大指针转三圈后,偏离C零位时,允许偏离正负5HR范围内。 5.调整读数表盘,使大指针对准硬度值的起点。 如: 试验HRC,HRA硬度时,把大指针与表盘上黑字C处对准;试验HRB时,使长针与表盘上红字B处对准; 6.加主载,将加载手柄平稳地推向硬度计后方,表针开始移动。 7.卸主载,在硬度计刻度指针停止移动后,扳回加载手柄至原来位置; 8.读硬度值,表上长针指示的数字为硬度的读数,HRC、HRA读黑色数字,HRB读红色数字; 9.下降载物台,当试样完全离开压头后,才可取下试样; 10.用同样的方法在试样的不同位置测三个数据以上,取其算术平均值为试样的硬度。 各种洛氏硬度值之间,洛氏硬度与布氏硬度间都有一定的换算关系。 对于钢铁材料大致有下列关系式: HRC=2HRA-104HB=10HRC(HRC=40~60范围)HB=2HRB 表2选定压头及载荷的选择 符号 压头 负荷kgf 硬度值的范围 使用范围 HRA 1200金刚石圆锥 60 >70 测硬质合金、淬火层、渗碳层、氮化层等零部件 HRB Ф2.5或Ф5钢球 100 25-100 (HB60-230) 测有色金属、退火、正火、回火等零部件 HRC 1200金刚石圆锥 150 20-67 (HB230-700) 测调质钢、淬火钢等零部件
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