金相实验报告.docx
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金相实验报告
金相实验报告
篇一:
金相实验报告
广州大学机械与电气工程学院
课程报告
报告题目:
金相实验报告
专业班级:
机械111
姓名:
邓永明
学号:
1107XX14
组别:
第六组
指导老师:
胡一丹
完成日期:
XX.10.18
一.热处理工艺分析
1.正火
(1)工艺内容:
正火(英文名称:
normalizing),又称常化,是将工件加热至Ac3(A
是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度,一般是
从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全
奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃,保温一段时间后,从
炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。
根本目的是去
除材料的内应力、降低材料的硬度为接下来的加工做准备。
(2)工艺特点:
正火主要用于钢铁工件。
一般钢铁正火与退火相似,但冷却速
度稍大,组织较细。
有些临界冷却速度很小的钢,在空气中冷
却就可以使奥氏体转变为马氏体,这种处理不属于正火性质,
而称为空冷淬火。
与此相反,一些用临界冷却速度较大的钢制
作的大截面工件,即使在水中淬火也不能得到马氏体,淬火的
效果接近正火。
钢正火后的硬度比退火高。
正火时不必像退火
那样使工件随炉冷却,占用炉子时间短,生产效率高,所以在
生产中一般尽可能用正火代替退火。
对于含碳量低于0.25%的
低碳钢,正火后达到的硬度适中,比退火更便于切削加工,一
般均采用正火为切削加工作准备。
对含碳量为0.25~0.5%的中
碳钢,正火后也可以满足切削加工的要求。
对于用这类钢制作
的轻载荷零件,正火还可以作为最终热处理。
高碳工具钢和轴
承钢正火是为了消除组织中的网状碳
化物,为球化退火作组织
准备。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍
快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所
提高。
另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生
产中尽可能采用正火来代替退火。
对于形状复杂的重要锻件,
在正火后还需进行高温回火(550-650℃)高温回火的目的在于
消除正火冷却时产生的应力,提高韧性和塑性。
正火后的组织:
亚共析钢为F+S,共析钢为S,过共析钢为S+
二次渗碳体,且为不连续。
(3)应用范围:
①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为
切削加工的预处理。
②用于中碳钢,可代替调质处理(淬火+高温回火)作为最后热
处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化
物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的
开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制
造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,
以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
2.退火
(1)工艺内容:
退火是一种金属热处理工艺,指的是将金属缓慢加热到一定温
度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却。
目的是降低硬度,
改善切削加工性;消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹
倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
退火的一个最主
要工艺参数是最高加热温度(退火温度),大多数合金的退火加
热温度的选择是以该合金系的相图为基础的。
退火的工艺规范有多种,常用的有完全退火、球化退火、和去
应力退火等。
还有一些专用退火方法,如不锈耐酸钢稳定化退
火;软磁合金磁场退火;硅钢片氢气退火;可锻铸铁可锻化退
火等。
(2)工艺特点:
(1)降低硬度,改善切削加工性.
(2)消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;
(3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
(4)均匀材料组织和成分,改善材料性能。
(3)应用范围:
在生产中,退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不
同,退火的工艺规范有多种,常用的有完全退火、球化退火、
和去应力退火等。
①完全退火:
用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不
佳的粗大过热组织。
将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的
温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷
却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。
②球化退火:
用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。
将工件加热到钢
开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷
却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。
③等温退火:
用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行
切削加工。
一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,
保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低。
④再结晶退火:
用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬
度升高、塑性下降)。
加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温
度以下50~150℃,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软
化。
⑤石墨化退火:
用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。
工艺
操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷
却,使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥扩散退火:
用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能。
方法是在
不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长
时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。
⑦去应力退火:
用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。
对于钢铁制品加热后开
始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保温后在空气中冷却,
即可消除内应力。
2.淬火
(1)工艺内容:
将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬
冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
常用的淬冷介质有盐
水、水、矿物油、空气等。
淬火可以提高金属工件的硬度及耐
磨性,因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件
(如齿轮、轧辊、渗碳零件等)。
通过淬火与不同温度的回火配合,可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度,并可获
得这些性能之间的配合(综合机械性能)以满足不同的使用要
求。
另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性
能,如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。
淬火工艺主要用于钢件。
常用的钢在加热到临界温度以上时,
原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。
随后将钢浸
入水或油中快速冷却,奥氏体即转变为马氏体。
与钢中其他组
织相比,马氏体硬度最高。
淬火时的快速冷却会使工件内部产
生内应力,当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开
裂。
为此必须选择合适的冷却方法。
根据冷却方法,淬火工艺
分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬
火4类。
(2)工艺特点:
使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体
组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬
度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和
工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁
磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
(3)应用范围:
淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。
机械中重要零
件,尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处
理。
为满足各种零件千差万别的技术要求,发展了各种淬火工
艺。
如,按接受处理的部位,有整体、局部淬火和表面淬火;
按加热时相变是否完全,有完全淬火和不完全淬火(对于亚共
析钢,该法又称亚临界淬火);按冷却时相变的内容,有分级
淬火,等温淬火和欠速淬火等。
二.实验步骤与制样方法
1.取材:
分别经过淬火、退火、正火热处理加工过#45钢各一块、粗糙程度不
同的的砂纸六张(五张湿用一张干用)、牙膏适量(抛光时作润滑用)、
适量稀硝酸溶液
实验仪器:
洛氏硬度计水磨抛光机电吹风金相显微镜
2.制样:
(1)分别将三块#45钢在干用砂纸上打磨,分别把上下两表面的氧化
皮抹掉直至出现较为光亮的平面(打磨时只能朝其中一个方向移动而
不是来回移动)。
(2)用洛氏硬度计在其中一个光亮的平面上测量硬度,选择不同的点
测量三次并记录好数据。
(3)测量好硬度之后,先使用最粗糙的一张砂纸对#45钢的另外一个
平面进行打磨,打磨时同样只能朝一个方向移动,可以加适量水降低
温度,打磨至平面上的磨痕全部朝同一个方向。
然后换粗糙程度低一
级的砂纸对#45钢试样继续进行打磨,打磨的方向在原来的方向上旋
转90度,即垂直于磨痕方向。
重复上述操作,直至在粗糙程度最低
的一张砂纸上打磨至较为光滑没有明显划痕即可。
(4)将刚才打磨好的光滑平面放到抛光机上打磨,打磨前可以先在抛
光机的打磨平面上涂上牙膏层,打磨时#45钢试样应在打磨平面上不
断重复画“8”字移动,且适时要在打磨平面上滴水降低温度。
抛光时
间根据热处理工艺的不同而不同,直至将该试样平面抛至像镜子一样
光亮且没有划痕即可。
(5)将打磨好的#45钢试样用电吹风吹干,然后在刚才打磨好的平面
上滴上适量的稀硝酸溶液,稀硝酸溶液应覆盖整个打磨表面。
待腐蚀
完毕后迅速冲洗干净然后吹干。
3.拍照:
把加工好的#45钢式样用金相显微镜观察并拍下照片。
篇二:
金相实验报告实验报告范本
实验一金属材料显微分析的基本方法
一、实验目的:
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?
?
?
?
了解金相显微镜的构造、原理及使用规则;掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
通过观察,熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织;了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征;分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。
二、实验概述:
?
金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法:
利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法。
1.金相显微镜的构造、原理及使用;
2.金相显微试样的制备方法。
为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到
金属内部的显微组织,需要精心地制备金相显微试样。
?
金相试样的制备过程主要步骤有:
?
本实验金相试样制备过程的步骤如下:
3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织
分析各种相组分和组织组成物的特征
碳钢:
亚共析钢、共析钢、过共析钢
白口铸铁:
亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁
相或组织:
铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体
区分:
铁素体与渗碳体、各种渗碳体
显微组织。
右图为单相组织和双相组织的显微组织图
实验概述:
三、实验设备及材料
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金相分析实验使用的主要仪器设备有:
光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
?
实验材料有:
低碳钢试样,工业纯铁、20钢、T8钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品,金相砂纸,抛光粉,硝酸酒精溶液(含4%HNO3),酒精,脱脂棉等。
实验一金属的显微分析法
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实验内容及步骤
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实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容;
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听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容,熟悉金相显微镜的构造及其操作规程;
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由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作过程,学生每人一块试样,进行试样制备全过程的操作,直至制
成合格的金相试样;
?
在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征,并用摄像机拍照存盘。
1#工业纯铁工业纯铁
45钢的显微组织
亚共晶白口铸铁的显微组织
篇三:
金相实验报告2
实验序号:
1实验项目名称:
金属的塑性变形与再结晶
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- 金相 实验 报告