金属材料热处理实验 PPT课件

金属材料热处理实验
一、目的和要求
● 了解热处理的特点和应用。 ● 了解热处理的分类，常用热处理的名称和结构。 ● 了解钢的热处理工艺（正火、退火、淬火、回火、 表面淬火）和作用。 ● 了解温度和冷却速度对钢组织结构和机械性能的影 响及各钢种热处理状况。
二、仪器、设备和材料
1、加热用箱式电阻炉以及控温仪表 2、热处理实验用45钢、T10、65Mn钢丝以及低碳钢 丝试样一套 3、冷却剂：冷水、机油 4、砂轮机、洛氏和布氏硬度试验机或者新细锉刀
3、热处理后的试样磨去两边氧化皮，同时要防止试样温度 升高引起组织变化，然后用锉刀检查各人制作铁锤的硬 度，填写下表。（洛氏硬度）
4、新细锉刀硬度在HRC60以上：锉刀打滑或者有刮痕说明 工件硬度高于锉刀；锉刀稍用力可锉动工件说明工件硬 度为HRC30~40；锉刀不易锉动工件说明工件硬度为 HRC50~55；锉刀只能锉动工件一些说明工件硬度为 HRC55~60。
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榔 头 工艺流程
材
工
料
艺
45钢手工鎯头
淬火+回火（不同冷却方式\回火温度） 原状态下的榔头硬度值
硬度检测Ⅰ
硬度检测Ⅱ
硬度检测Ⅲ
中间状态下的榔头硬度值
最终状态下的榔头硬度值
四、安全注意事项
★ 穿戴好防护用品。 ★ 操作前应该熟悉零件的工艺要求以及热处理设备使 用方法，严格按工艺规程操作。 ★ 用电阻炉加热时，工件进出炉应先切断电源，然后 取送工件，以防触电。 ★ 经热处理出炉的工件，不要用手触摸，以防烫伤。 ★ 禁止其他人员接近电炉和工件。 ★ 在热处理时候，参加工件热处理的同学不允许脱离 岗位，并且时时做记录，内容包括：零件名称 、材料、 热处理前性能、 热处理目的 、热处理设备名称与型号、 加热温度 、保温时间、 冷却方式 、工件热处理后性能 有和不同。
六、 实验思考题
1. 试叙述热处理的特点，热处理的三个过程。 2. 解释名词：正火、退火、淬火、回火、调质、淬硬性、 淬透性、洛氏硬度。 3. 试述正火目的、退火目的 、淬火目的、回火目的，为 什 么淬火后要进行回火。 4. 回火分类，回火温度对钢的性能影响如何？ 5. 45钢制作的铁锤要采取什么样的回火方法？ 6. 什么叫表面淬火？什么情况下零件需要表面淬火？
65Mn钢丝
9、将φ2钢丝在芯棒上绕制成弹簧,加热至820℃～850℃, 在水中急冷, 拉压弹簧，观察结果。 10、将φ2钢丝进行中温回火（400℃～600℃），检验弹 簧功能。 11、将淬火加中温回火的φ2钢丝加热至770℃进行退火， 检验弹簧是否还具有弹性以及其他性能。 以上所有加热温度都从室温开始加热，切忌炉尚处高温即 开始热处理。整理所记录的数据和材料性能分析。
五、实验步骤
1、认识熟悉热处理设备和工件。 45钢 2、在对钳工实习时所制作的铁锤进行热处理。把铁锤 放在电阻炉中进行加热到800~840℃，保温5~15分钟。 必须戴手套，使用夹钳从炉中取出后在冷水中冷却连续 调头淬火，浸入水中深度约5mm。待工件呈黑暗色后， 全部浸入水或者机油中。从水或者机油中取出，在加热 至250℃低温回火（350~500℃中温回火、500~600℃ 高温回火）。淬火时水温应保持在20～30oC左右，水 温过高应及时换水。
三、操作指导
1 退 火 （正火） 材 料 T10钢手工废锯条1根
退火温度 750℃～770℃
保温时间 3～5分钟（锯条加热部热透） 冷却方式 随炉温冷却（出炉空冷）
检
验 弯折锯条比较其强度及塑性的变化
2
淬 火
材
料
T10钢手工废锯条1根
770℃～790℃ 3～5分钟 水中急冷 ①观察锯条淬火部位呈何颜色 ②手折锯条看看结果如何 淬火后的锯条1根 350℃～450℃ 3～5分钟 空冷 锯条是否具有一定的弹性
七、完成实验报告
实验目的、实验设备、注意事项、实验步骤(记录 数据、工艺曲线、热处理目的特点等)、思考题、 实验内容表格、实验心得。
八、考核与报告
1.分成两组，每组一套试样（炉冷试样可由实验室事先 制好）轮换进行。试样编号和热处理内容如附表所示。 2.实验后由学生将实验所得的结果进行归纳整理，符合 实 验规范要求，经教师检验签字后方可离开实验室。 3．指导教师对每个实验报告进行批改评分。
7. 弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施？提高弹簧质量的措 施？ 8.钢经淬火后为什么一般都要及时进行回火？回火温度不 同，钢的机械性能变化趋势如何？ 9.某厂生产一批齿轮，材料为45钢。要求齿面硬度 HRC50～56。采用的工艺路线：下料→锻造→正火→粗 车→淬火+高温回火→精车、齿加工→齿面表面淬火+低温 回火→磨削→成品。试分析热处理工艺这样安排的原因， 各热处理工序有何作用？
淬火温度 保温时间 冷却方式 检 3 回 火 材 验 料
回火温度 保温时间 冷却方式 检 验
4
弹簧制作 Ⅰ
材
料
低碳钢丝1根
将φ 2钢丝在芯棒上绕制成弹簧 820℃～850℃ 水中急冷 拉、压弹簧，观察结果
制作方法 淬火温度 冷却方式 检 验
材 5 弹簧制作Ⅱ 工 检
料 艺 验
65Mn钢丝1根 淬火+中温回火(退火) 弹簧功能
7、T10钢手工废锯条1根，进行淬火处理。把锯条放在电 阻炉中进行加热到770℃～790℃，保温3~5分钟。关闭 电源，温度表调零，取出水中急冷，观察锯条淬火部位 呈何颜色，手折锯条看看结果如何，检测其性能（硬度 弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。
8、T10钢手工废锯条1根，进行回火处理。把锯条放在电阻 炉中进行加热到250℃～650℃（低温、中温、高温）， 保温3~5分钟。关闭电源，温度表调零，取出空冷，待冷 却至室温，检查锯条是否具有一定的弹性，检测其性能 （硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。 并填写下表
T10锯条
5、T10钢手工废锯条1根，进行退火处理。把锯条放在电阻 炉中进行加热到750℃～770℃，保温3~5分钟。关闭电 源，温度表调零，随炉温冷却至室温，取出检测其性能 （硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测同上。
6、T10钢手工废锯条1根，进行正火处理。把锯条放在电 阻炉中进行加热到750℃～770℃，锯条加热部热透， 保温3~5分钟。关闭电源，温度表调零，出炉空冷。待 至室温检测其性能（硬度弹性朔韧性颜色）。硬度检测 同上。