机械工程材料87497504.pptx

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1、《机械工程材料》综合性开放性设计性实验一实验目的二实验条件三实验内容及步骤四实验报告要求五实验内容简述六硬度试验简述七金相试样制备简述八光学金相显微镜简述9/3/2021一实验目的本次实验是一次综合性、开放性、设计性的实验。要求运用已学过的《机械工程材料》基本理论知识并参考相关资料，依据设定的零件的结构形状、尺寸及力学性能指标进行综合分析后，进行正确选材；制订合理的热处理工艺规范和实施路线；选择热处理加热设备；检测试样的硬度；并要求亲自动手、独立完成热处理操作、试样制备、组织观察与分析等过程。以

2、达到提高学生的分析问题和解决问题及实际动手的能力；了解并初步掌握依据零件的结构形状、尺寸及其力学性能要求进行正确选材、制定热处理工艺规范的一般原则以及金属材料的化学成分、热处理工艺、显微组织与力学性能之间的关系。9/3/2021二实验条件1）连杆螺栓（图1）：30～38HRC（263～322HBS）；2）滚动轴承套圈：61～65HRC；3）手工锯条：60～62HRC；4）手工丝锥（图2）：齿部60～62HRC、柄部30～45HRC；5）机用板牙（图3）：59～63HRC；6）汽车半轴（图4）：杆

3、部37～44HRC，盘部外圆24～34HRC；7）机床变速箱齿轮（m=4，图5）：齿部45～58HRC，其余部位30～42HRC；8）活塞销（图6）：表面硬度59-62HRC，心部硬度24～30HRC；9）Ф20mm冷冲头（图7）：最终热处理后的硬度见图7所示。10）汽车板簧（图8：）41～45HRC。（详细内容见实验指导书）(一)机械零件及其性能指标：9/3/2021二实验条件（二）、实验材料及仪器设备实验材料：45钢、T10A钢、20Cr、9SiCr、Q235、60Si2Mn、20CrMnT

4、i钢等。仪器设备：高、中、低温箱式电阻炉及其相应的炉温测控仪表；淬火用油、水及其桶；洛氏、布氏硬度计；装出炉用的铁钳或钩子；制备金相试样所需的成套设备、金相砂纸和浸蚀剂；观察金相显微组织用的台式光学金相显微镜等。9/3/2021三实验内容及步骤按下述实验内容及步骤进行：1.分析零件的服役条件及力学性能要求；进行选材及其分析；拟订零件的生产工艺流程、热处理工艺规范并对其进行理论分析和讨论；选择热处理加热设备及工装夹具；该零件常见的热处理缺陷及其预防措施；零件热处理后的质量检验方法、步骤及其注意事项

5、等。上述内容以书面小论文的形式完成后，交指导教师进行审阅，批改后方可具体实施。9/3/2021三实验内容及步骤2.在进行热处理工艺实施操作的前一天，以班为单位进入实验室。在指导教师的带领下了解、熟悉与本实验有关的各种设备、仪器仪表的结构、功能及其操作规程和注意事项。3.进入热处理实验室（实验楼2楼）后，按本人拟定的热处理工艺规范及实施路线进行操作。对每道热处理工序处理后的试样进行硬度检测（一般每个试样上只少打三点，取其平均值作为其有效值）。9/3/2021三实验内容及步骤4.试样硬度检测合格后，

6、方可到试样制备室（实验楼9楼15号房间）将其制备成金相试样。随后在台式光学显微镜上进行显微组织观察与分析，同时画出其组织形貌特征示意图，并在图旁注明材料名称、热处理状态、显微组织和浸蚀剂名称以及放大倍数。5.对热处理及试样制备等过程中出现的缺陷及其原因要进行分析，并提出预防或解决的措施。9/3/2021四实验报告要求详见电子实验报告9/3/2021五实验内容简述（一）材料成分—工艺—组织—性能之间的关系制订合理的热处理工艺是依据产品零件的工作性能要求、结构形状尺寸、材料的成分（即钢的临界相变点）

7、、热处理加热设备及其功率的大小、装炉方式、装炉量的大小等。通过热处理工艺的实施来达到合理的组织匹配，从而满足零部件的使用性能要求。9/3/2021五实验内容简述（二）机械零件用钢选择1.选材的主要依据机械零件的服役条件及其使用性能要求；机械零件的结构、形状、尺寸及其精度要求；材料的冷热加工工艺性能及其经济性。2.典型零件用钢选择及加工流程1）汽车变速箱二轴的二、三档齿轮受力条件分析→使用性能要求→材料选择下料→锻造→预先热处理（正火）→硬度检测→机加工（如车、铣等）→渗碳、淬火+低温回火→清洗→

8、硬度、变形量等项的检测→机加工（如磨等）→包装入库。9/3/2021五实验内容简述（二）机械零件用钢选择2.典型零件用钢选择及加工流程受力条件分析→使用性能要求→材料选择下料→锻造（散开空冷）→预先热处理（球化退火）→硬度、金相组织检测→机加工（如车、铣等）→盐浴加热淬火→清洗→整体低温回火→柄部局部中温回火→清洗→硬度、变形量等项的检测→机加工（如磨等）→包装入库2）手工丝锥9/3/2021（三）热处理工艺及其参数的确定五实验内容简述1.退火、正火工艺的选择与应用退火与正火是钢预先热处理的一种