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金属材料及热处理实验报告
金属材料及热处理实验报告
学 院：
高等工程师学院
专业班级：
冶金E111
姓  名：
杨大致估算加热时间。一般规定，在空气介质中，升到规定温度后的保温时间，对碳钢来说，按工件厚度或直径每毫米需一分钟到一分半钟估算；合金钢按每毫米二分钟估算。在盐浴炉中，保温时间则可缩短1—2倍。
淬火加热保温时间按下列经验公式估算：
6
式中 t—保温时间(min)；
α—加热系数(min/mm) （）；
K—工件装炉方式修正系数（一般 K = 1～）；
H—工件有效厚度(mm)（尺寸最小部位）。
加热系数α (min/mm)
加热温度
及炉型
材料
<600℃
箱式炉预热
>750℃~900℃
盐浴加热
或预热
800℃~900℃
箱式或井
式炉加热
1100℃~1300℃
高温盐浴
炉加热
碳钢
直径<500mm
直径>500mm
~
~
~
~
合金钢
直径<50mm
直径>50mm
~
~
~
~
高合金钢
1~
~
~
8
高速钢
~
~
回火时间 回火时间一般从工件入炉后炉温升至回火温度时开始计算。回火时间一般为1~3h，可参考经验公式加以确定：
式中 t—回火保温时间(min)；
D—工件有效厚度(mm)；
b—附加时间，一般为10~20min；
α—加热系数（箱式电炉取2~）。
冷却方法
热处理时的冷却方式要适当，才能获得所要求的组织和性能。
退火一般采用随炉冷却。
正火（常化）采用空气冷却，大件可采用吹风冷却。
淬火冷却方法非常重要，一方面冷却速度要大于临界冷却速度，以保证全部得到马氏体组织；另一方面冷却应尽量缓慢，以减少内应力，避免变形和开裂。为了解决上述矛盾，可以采用不同的冷却介质和方法，使淬火工件在奥氏体最不稳定的温度范围内（650—550℃）快冷，超过临界冷却速度，而在Ms（300—100℃）点以下温度时冷却较慢，理想的冷却速度如图
8
。
常用淬火方法有单液淬火、双液淬火（先水冷后油冷）、分级淬火、等温淬火，。。
淬火时的理想冷却曲线示意图 各种淬火冷却曲线示意图

冷却介质
冷却速度℃/s
冷却介质
冷却速度℃/s
650—550℃区间
300—200℃区间
650—550℃区间
300—200℃区间
水（18℃）
600
270
10%NaCl水溶液
1100
300
水（26℃）
500
270
10%NaOH水溶液
1200
300
10
水（50℃）
100
270
10%Na2CO3水溶液
800
270
水（74℃）
30
200
10%Na2SO4水溶液
750
300
肥皂水
30
200
矿物油
150
30
10%油水乳化液
70
200
变压器油
120
25
实验材料与设备
实验材料
试样：直径φ15mm，高度15mm的45钢圆柱状小试样，
C
Si
Mn
Cr
Ni
S
P
Cu
不大于
～
～
～
≤
≤



表3. 1 45钢化学成分表
实验设备
热处理加热炉：箱式电阻炉（≤1300℃）2台，箱型电阻炉（≤900℃）5台；
HR-1500洛式硬度计（洛氏硬度C标尺）；
金相显微镜及数码照相系统磨光机及金相砂纸；
抛光机及抛光液；
浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等；
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实验步骤
利用箱式电阻炉、洛式硬度计、金相显微镜对45钢样品进行热处理(淬火加300℃回火)、测硬度以及显微组织观察分析。本实验以得到马氏体为目标，需要经过淬火加回火工艺获得良好的性能及符合要求的组织。
试样的热处理
淬火
加热温度 根据本实验热处理的目的和图2.