材料成型基础实验报告

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1、材料科学基础实验设计报告学生专业：材料成型及控制工程学生班级：1306091学生学号：学生姓名：指导老师报告日期：2015年12月18目录一、综述—————————————————3-6页二、选题依据———————————————6-7页三、材料及仪器——————————————7-8页四、实验过程———————————————9-11页五、结果及分析——————————————11-17页六、结论—————————————————17页参考文献———————————————18页18一、综述1、碳钢的认知：对于被试验的材料的选取对象为铁碳合金，根据含碳量不同，可以分为碳钢和铸铁两类。而在

2、几种典型合金中有亚共析钢、共析钢、过共析钢。.亚共析钢：亚共析钢含碳量为0.0218%～0.77%，从液态结晶结束时得到的单相奥氏体，奥氏体冷却至A3线温度时，开始析出铁素体，称先共析铁素体。随着温度的降低，析出过程持续进行，但温度降到Ar1温度时，具有共析成分的奥氏体转变为珠光体，最终得到由铁素体和珠光体构相组成的两相组织。共析钢：共析钢即T8钢，室温下组织全部为珠光体，在较大的放大倍数下，可一分辨出珠光体中的铁素体与渗碳体。过共析钢：含碳量超过0.77%的钢称为过共析钢，过共析钢从液态结晶结束得到单相奥氏体，在以后的冷却过程中，因奥氏体中的碳的溶解度变化，而沿着奥氏体晶界析出二次渗碳体

3、，在过共析钢中二次渗碳体呈网状，过共析钢中的含碳量越高则二次渗碳体的网络就越粗越趋于完整。由于渗碳体是硬而脆的相，当钢中有完整的二次渗碳体网络形成时常使钢的塑形韧性大大降低。在实验室中，根据实验条件，我们集中对两种钢型进行热处理、组织观察及硬度测定。其中45号钢属于典型的亚共析钢，而T8钢属于共析钢。通过对这两型号钢的实验研究，我们能够初步了解铁碳合金的热处理的组织变化后的各项指标及材料改性。2、碳钢的热处理原理与工艺：.钢的热处理原理与工艺：热处理是对固态金属或合金采用适当方式加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的加工方法。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相

4、比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。（1）碳钢热处理加热温度范围①退火温度：一般将亚共析钢加热至Ac3+（30～50）℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至Ac1+（10～20）度（球化退火），目的之得到球状渗碳体、降低硬度、改善高碳钢的切削性能。18②正火温度：一般将亚共析钢加热至Ac3（30～50）℃；过共析钢加热至Acm+（30～50）℃，即加热到奥氏体单相区。退

5、货和正火的加热温度范围选择。③淬火温度：一般亚共析钢加热至Ac3+（30～50）℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1+（30～50）℃.钢的成分，原始组织及加热速度等都影响临界点Ac1、Ac2、及Acm的位置。在碳钢热处理手册或材料手册中可以查到各种钢的热处理温度，热处理时不能人为随意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大，氧化、脱碳和变性严重，也不能任意降低温度，会影响钢的强度和硬度。（2）碳钢热处理加热温度的选择回火温度的选择：钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终要求的组织和性能。按加热温度高低，回火可分为3类。a低温回火：工件在150~250℃进行的回火。目的是保持淬火工件高的硬

6、度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性.回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。应用范围：主要应用于各类高碳钢的工具、刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。b中温回火：工件在350～500℃之间进行的回火。目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。力学性能：35～50HRC，较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。应用范围：主要用于弹簧、发条、锻模、冲击工具等。c高温回火：工件在500~650℃以上进行的回火。目的是得到强

7、度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。力学性能：25～35HRC，较好的综合力学性能。应用范围：广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。3、碳钢的组织观察由于选择的材料为T8钢和45号钢，低碳钢的含碳量较低，故经热处理后的结晶组织除铁素体和珠光体，还有不同形态的马氏体和索氏体。（1）铁素体的组织铁素体