金屬成分分析檢測：有關金屬碳鋼的熱處理

　　·實驗目的

　　1.了解碳鋼的基本熱處理工藝方法。

　　2.研究冷卻條件與鋼性能的關系。

　　3.分析淬火和回火溫度對鋼性能的影響。

　　·實驗設備和試件

　　1.實驗設備：SX-10M-2.5型箱試電阻爐。

　　2.試件：45鋼、30鋼及T8鋼試件各一件。

　　3.45鋼淬火后的試件三件。

　　·實驗原理

　　熱處理是一種重要的金屬加工工藝方法，目的是提高鋼的性能(使用性能和工藝性能)。鋼的熱處理的工藝特點是，將鋼加熱到一定的溫度，保溫一定的時間，然后以一定的冷卻速度進行冷卻。通過該工藝過程使鋼的性能發生改變。

　　·實驗內容和步驟

　　(一)鋼的淬火熱處理

　　淬火熱處理就是把碳鋼加熱到AC3或者AC1以上30-50°C，保溫后放到不同的冷卻介質中進行快速冷卻(冷卻速度大于臨界冷卻速度)，以得到馬氏體組織(M)。淬火后的組織為馬氏體和殘余奧氏體。

　　1.淬火溫度的確定

　　亞共析鋼(45鋼，30鋼)：

　　加熱溫度=AC3+40°C

　　過共析鋼(T10鋼)：

　　加熱溫度=AC1+40°C

　　所以*終30鋼的加熱溫度=°C+40°C=

　　45鋼的加熱溫度=°C+40°C=

　　2.保溫時間的確定

　　零件隨爐子加熱達到所需的加熱溫度以后，還要進行一段時間的保溫，以保證整個零件均勻充分地達到所需要的溫度。顯然保溫時間跟工件的大小和形狀有關系。

　　3.冷卻介質的選擇

　　冷卻是淬火的關鍵工序。它直接影響淬火后的鋼的性能。淬火的冷卻速度要大于臨界冷卻速度，以獲得過冷馬氏體組織。同時在冷卻過程中還要控制結晶過程中內應力的產生，防止變形和開裂的發生。

　　為了保證淬火效果，應選擇合適的冷卻介質和冷卻方法。本實驗中我們選擇室溫下的水作為冷卻介質。

　　4.工件放入爐中，設定電爐溫度控制器的加熱控制溫度，開始加熱。

　　5.電爐達到設定溫度后，開始保溫的計時。

　　6.工件出爐，快速放入水中冷卻。

　　(二)鋼的回火熱處理

　　鋼在淬火后得到的馬氏體組織硬而脆，且工件內部有很大的內應力。回火的目的是消除內應力，適當降低硬度，改善加工性能。根據不同的工藝要求，回火分為高溫回火，中溫回火和低溫回火三種工藝方法。

　　回火的冷卻方式為空冷，即工件出爐后放在室溫下慢慢冷卻。

　　1.工件放入爐中，設定電爐溫度控制器的加熱控制溫度，開始加熱；

　　2.電爐達到設定溫度后，開始保溫的計時，保溫時間為30分鐘；

　　3.工件出爐，放在室溫下慢慢冷卻。

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