热处理

第一篇：热处理

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第二篇：热处理

1．退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组 织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。

2．正火：指将钢材或钢件加热到或（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的 力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。

3．淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一 定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组 织准备等。

4．回火：指钢件经淬硬后，再加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。

回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韧性等。

5．调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

6．渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

3.固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺

4.时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

5.固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型

6.时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度

9.钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

11.钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺

第三篇：热处理

1、马氏体的组织形态主要有两种类型,即板条状马氏体和片状马氏体.淬火钢中形成的马氏体形态主要与钢的含碳量有关.板条状马氏体是低碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金形成的一种典型的马氏体组织,因其单元立体形状为板条状,故称板条状马氏体.由于它的亚结构主要是由高密度的位错组成,所以又称位错马氏体;片状马氏体则常见于高,中碳钢,每个马氏体晶体的厚度与径向尺寸相比很小其断面形状呈针片状,故称片状马氏体或针状马氏体.由于其亚结构主要为细小孪晶,所以又称为孪晶马氏体.一般当Wc<0.3%时,钢在马氏体形态同乎全为板条马氏体;当Wc>1.0%时,则几乎全为片状马氏体;当Wc=0.3%-1.0%时,为板条马氏体和片状马氏体的混合物,随含碳量的升高,淬火钢中板条马氏体的量下降,片状马氏体的量上升.高碳钢在正常温度淬火时,细小的奥氏体晶粒和碳化物都能使其获得细针状马氏体组织,这种组织在光学显微镜下无法分辨称为隐针马氏体.2、（一）马氏体的分解

从室温到200℃左右范围内回火时，马氏体中一部分过饱和的碳以及细小的ε-碳化物（FexC或Fe2.4C）形式析出，并分布在马氏体基体上，使马氏体中的含碳量下降，体心正方的正方度c/a减小（即国饱和程度降低），使马氏体热处理的脆性下降，硬度稍降。此时组织为过饱和程度稍低的马氏体和极细小的ε-碳化物组成的混合组织，称为“回火马氏体组织”，M回。

ε-碳化物：是一非平衡相，使向Fe3C转变的过渡相。

（二）残余奥氏体的转变

约在200-300℃，马氏体继续分解的同时，残余奥氏体也发生转变，变成了下贝氏体组织。此时主要组织仍是回火马氏体，但由于加热温度较高，马氏体的过饱和程度进一步降低，组织的硬度降低，塑性提高。由于残余奥氏体转变为硬度较高的下贝氏体，因此钢的硬度下降不大。此时组织为“回火马氏体+下贝氏体”

（三）渗碳体形成和铁素体恢复

约在300-400℃之间，α固溶体中过饱和的热处理碳逐渐析出，ε-碳化物转变为稳定的较小的Fe3C颗粒，α固溶体中的含碳量几乎达到平衡成分，故马氏体变成铁素体（c/a≈1），体心正方晶格变成体心立方晶格，此时组织为“铁素体与弥散在其中的细粒状渗碳体的混合物”,称为“回火屈氏体”，T回。

（四）渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶

约在400-650℃之间，渗碳体不断聚集长大，内应力与晶格歪扭完全消除，组织是由铁素体和球化的渗碳体所组成的混合物，称为“回火索氏体”，S回。此时，碳固溶强化作用消失，强度取决于Fe3C质点的尺寸和弥散度。回火温度越高，渗碳体质点越大，弥散读越低，强度越低。

3、一、过热现象

我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。

1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。

2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界面，而冷却时这些夹杂物又会沿晶界面析出，受冲击时易沿粗大奧氏体晶界断裂。

3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。

二、过烧现象

加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。

三、脱碳和氧化

钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。

为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）

四、氢脆现象

高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。

4、混合物的组分在浓度梯度的作用下由高浓度向低浓度的方向转移的过程叫做传质。在含有两种或两种以上组分的流体内部，如果有组分的浓度梯度存在，则每一种组分都有向其低浓度方向转移，已减弱这种浓度不均匀的趋势。

A传质方式及历程，物质首先从一相主体扩散至两相界面的该相一侧，然后通过相界面进入另一相，最后通过此相的界面向主体扩散；传质过程的方向及极限，一定条件下，非平衡态的两相体系进行趋于平衡态的传递；两相体系必存在着平衡关系，条件的改变可破坏原有的平衡态；传质过程推动力和速率，平衡是传质过程的极限，组分在两相分配偏离平衡状态的程度为传质推动力。

A、传质方式及历程

 物质首先从一相主体扩散至两相界面的该相一侧，然后通过相界面进入另一相，最后通过此相的界面向主体扩散。

B、传质过程的方向及极限

 一定条件下，非平衡态的两相体系进行趋于平衡态的传递；两相体系必存在着平衡关系。 条件的改变可、B、传质过程推动力和速率

平衡是传质过程的极限，组分在两相分配偏离平衡状态的程度为传质推动力。单位时间，单位相接触面上传递的物质的量，mol/(㎡.s). 传质速率等于传质系数乘以传质推动力。 破坏原有的平衡态。

相变的类型可以从三个不同的角度（即按热力学关系、按结构变化和按动力学关系）来进行讨论。

 相变的热力学规律是非常清楚的，在按热力学关系讨论相变问题时，系统的吉布斯自由能起了热力学势的作用。一级相变的自由能的一阶导数在相变点是不连续的，因而熵和体积的变化不连续，说明它有相变潜热。而二级相变中，熵和体积在相变点是连续的，而自由能的二阶导数所确定的一些响应函数，如比热容、压缩率和膨胀率则有不连续的变化。在自然界中观察到的相变多数是一级相变，合金和金属中的相变也是如此。

从晶体学的观点，阐明母相与新相在晶体结构上的差异，即按结构变化对相变进行分类，是对用热力学关系进行分类的一个重要补充。

结构相变可以分重构型、位移型和有序无序型三种基本类型。重构型相变中，大量化学键被破坏，在重新组合后，新相和母相之间在晶体学上没有明确的位向关系，而且原子的近邻的拓扑关系也产生显著的变化。这类相变经历了很高的势垒，相变潜热很大，过程缓慢。这类相变属于强一级相变。当然，液-固相变和气-固相变也必然是重构型的。另外，还有位移型相变，在相变前后原子的近邻的拓扑关系仍保持不变，相变过程不涉及化学键的破坏，新相与母相之间存在明确的晶体学位向关系，它经历的势垒很小，相变潜热也很小甚至完全消失。因此位移型相变可能是二级相变或弱一级相变。还有一种位移相变，它以晶格切变为主，也可能涉及晶胞内原子的相对位移，这就是人们通常说的马氏体相变，也是强一级相变。有序-无序相变在结构上往往涉及多组元固溶体中两种或多种原子在晶格点阵上排列的有序化。这可以是二级相变或弱一级相变。

相变动力学的任务在于具体地描述相变的微观机制，转变途径，转变速率及一些物理参量对它们的影响。由于在相变的进程中，系统要经历一系列非平衡态，所以要依靠物理动力学的理论和方法。

第四篇：热处理合同范本

篇一：热处理合同协议范本 热处理技术协议

甲方： 徐州博源科技有限公司乙方： 地址： 中国矿大科技园539室 地址：

甲方委托乙方对甲方生产的零部件进行热处理处理。经双方协商，特订立本协议.一、加工方式：

甲方提供产品坯料，乙方负责按经过甲方确认的工艺加工。

二、技术质量要求：

1、热处理后产品外观无明显伤痕、无腐蚀及蚀点、无裂痕、无氧化层和严重的脱碳层。

2、热处理后产品一般零件尺寸的变形量不大于0.8%，细长杆零件变形量不大于1%，管状零件变形量不大于ф0.15。

3、热处理的颜色和硬度要求按照图纸规定之要求

4、热处理后产品螺纹牙型无烂牙、无变形、无失圆和弯曲。

5、委托加工订单中有约定技术质量要求的，按委托加工订单执行。

6、乙方的加工工艺必须经过甲方确认后才能进行加工，当工艺进行变更时，必须重新通过甲方确认。

7、乙方对每一生产批次的产品必须进行自检和工艺曲线的记录，自检报告和工艺曲线随产品一起提交给甲方。

三、数量、金额、交货日期：

甲方根据生产经营需要，在合同期内分批通过委托加工订单通知乙方加工以上产品，通知时双方确认规格、数量、金额和交货日期。

四、质量检验和验收方法：

甲方按本合同或委托加工订单约定的技术质量要求对乙方加工产品进行外观、硬度、变形量、螺纹等项目的检测验收，如不符合要求，由乙方进行返工或报废。

五、结算方式：

验收合格后按季度度结算

七、违约责任：

由于乙方原因出现产品外观、硬度、变形、螺纹等项目不符合要求而产生的产品报废乙方应赔偿甲方相应的材料损失和其他相关损失。委托加工订单中有约定违约责任的，按委托加工订单执行。

八、合同有效期：

本合同有效期为自签订之日起一年。

九、解决争议的方法：

发生争议，双方协商解决。协商不成，任何一方均可向合同签订所在地人民法院提起诉讼。

十、本合同一式两份，双方各持一份，经双方代表签字后加盖公章生效。

甲方：乙方： 代表人（签字）：代表人（签字）： 签订日期： 签订日期：篇二：热处理外协分包协议

热处理外协分包协议 甲方： 乙方：

经双方协商，甲方委托乙方对甲方产品的部分部件进行热处理工作，现就有关事宜达成如下协议：

一、分包项目：

甲方产品的部分部件进行热处理工作。

二、技术质量要求：(一)、甲方责任：

1、甲方提供热处理委托书。

2、甲方提供热处理工艺，并对热处理工艺的正确性负责。

3、甲方对乙方处理的热处理报告、曲线的正确性进行审核。(二)、乙方责任：

1、乙方必须严格按照甲方的热处理工艺进行热处理。

2、热处理完毕后，乙方必须按照相关的标准规范或甲方的要求出具合格的热处理报告。

三、服务质量：

1、乙方必须按甲方所规定的要求，在保证质量的前提下完成甲方所委托的分包项目。

2、若出现质量问题，乙方应立即按甲方规定的时间内进行处理。

四、价格

分包项目觉得价格由甲乙双方根据实际情况协商确定。

五、付款方式

甲方对分包项目进行验收合格，提供的质量证明书齐全并符合标准规范的要求，则甲方按商确的价格进行付款。

六、本协议有效期为五年。从202_年2月1日至202_年1月31日。

七、本协议替他未尽事宜，甲乙双方本着友好合作的精神协商解决。

八、本协议一式两份，双方各执一份，自签字日期起生效。

甲方负责人签字： 乙方负责人签字：

（单位公章）（单位公章）

年月日 年月日篇三：热处理合同协议 外协加工合同

甲方： 乙方： 地址： 地址：

一、外加工项目： 各类器械的热处理。

二、加工方式：

甲方提供产品坯料，乙方负责按经过甲方确认的工艺加工。

三、技术质量要求：

1、热处理后产品外观无明显伤痕、无腐蚀及蚀点、无裂痕、无氧化层和严重的脱碳层。

2、热处理后产品一般零件尺寸的变形量不大于0.8%，细长杆零件变形量不大于1%，管状零件变形量不大于ф0.15。

3、热处理后产品螺纹牙型无烂牙、无变形、无失圆和弯曲。

4、委托加工订单中有约定技术质量要求的，按委托加工订单执行。

5、乙方的加工工艺必须经过甲方确认后才能进行加工，当工艺进行变更时，必须重新通过甲方确认。

6、乙方对每一生产批次的产品必须进行自检和工艺曲线的记录，自检报告和工艺曲线随产品一起提交给甲方。

四、数量、金额、交货日期：

甲方根据生产经营需要，在合同期内分批通过委托加工订单通知乙方加工以上产品，通知时双方确认规格、数量、金额和交货日期。

五、质量检验和验收方法：

甲方按本合同或委托加工订单约定的技术质量要求对乙方加工产品进行外观、硬度、变形量、螺纹等项目的检测验收，如不符合要求，由乙方进行返工或报废。

六、结算方式：

验收合格后按月度结算，加工费单价为

七、违约责任：

由于乙方原因出现产品外观、硬度、变形、螺纹等项目不符合要求而产生的产品报废乙方应赔偿甲方相应的材料损失和其他相关损失。委托加工订单中有约定违约责任的，按委托加工订单执行。

八、合同有效期： 本合同有效期为 至。

九、解决争议的方法：

发生争议，双方协商解决。协商不成，任何一方均可向合同签订所在地人民法院提起诉讼。

十、本合同一式两份，双方各持一份，经双方代表签字后加盖公章生效。

甲方：乙方： 代表人（签字）：代表人（签字）： 签订日期： 签订日期：

第五篇：热处理实验报告

篇一：钢的热处理实验报告 钢的热处理实验报告

一、实验目的

1、了解热处理对材料性能的影响

2、了解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响

3、了解用显微镜观察金相的制样过程

二、仪器材料

箱式电炉（sx2-4-

10、sx-4-10）、硬度测试仪（hr-150a）、30钢、t10钢、砂轮（砂纸）

三、实验过程 1）、金相的制备

将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光，去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。2）、钢的热处理淬火和正火

钢的淬火：淬火就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同的冷却介质中（v冷应大于v临），以获得马氏体组织。钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。

步骤为：加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较，一律用洛氏硬度测定）；再将试样放入箱式电炉中，t10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟；然后迅速在水中冷却，并不断搅拌。将淬火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值（hrc）填入表1中。

钢的正火：钢加热到ac3（亚共析钢）或ac1(过共析钢)以上30～50℃以上，保温适当时间后，在自由流动的空气中冷却的热处理工艺。

步骤为：加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较，一律用洛氏硬度测定）。再将试样放入箱式电炉中，t10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟，后在空气中缓慢冷却。将正火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值（hrc）填入表2中。

四、结果及讨论

1、为什么淬火处理后的硬度值比正火处理后的高？

答：因为淬火冷却速度比正火冷却速度快，由过冷奥氏体的连续冷却转变图像可知淬火后得到的是马氏体组织，而正火后得到的组织主要是珠光体。马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体的位错滑移阻力增大，从而硬度提高。

2、在相同的热处理状态下不同的材料成分对钢的硬度的影响？

答：钢的硬度与钢的含碳量有关。30钢是亚共析钢，热处理后室温下的组织为铁素体和珠光体，而t10钢为过共析钢，热处理后室温下的组织为珠光体和渗碳体。渗碳体是脆硬相硬度比铁素体高，所以在相同的热处理状态下t10的硬度比30钢高。

五、结论

1、不同的热处理对材料的性能影响不同。

2、不同材料成分的钢在相同的热处理状态下性能不同。篇二：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： 学 号： 杨泽荣 41102010 202_年6月7日45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录

一、实验目的..........................................................................................................................1

二、实验原理..........................................................................................................................1 1.加热温度的选择...........................................................................................................1 2.保温时间的确定...........................................................................................................2 3.冷却方法.......................................................................................................................3

三、实验材料与设备..............................................................................................................4 1.实验材料.......................................................................................................................4 2.实验设备.......................................................................................................................4

四、实验步骤..........................................................................................................................4 1.试样的热处理...............................................................................................................4 1.1淬火....................................................................................................................4 1.2回火....................................................................................................................5 2.试样硬度测定...............................................................................................................5 3.显微组织观察与拍照记录............................................................................................5 3.1样品的制备.........................................................................................................5 3.2显微组织的观察与记录.....................................................................................6

五、实验结果与分析..............................................................................................................6 1.样品硬度与显微组织分析............................................................................................6 2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响............................................................6 2.1淬火温度的影响.................................................................................................6 2.2淬火介质的影响.................................................................................................7 3回火温度对钢组织与性能的影响................................................................................7 3.1回火温度对45钢组织的影响...........................................................................7 3.2回火温度对 45 钢硬度和强度的影响.............................................................7 4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响............................................................8 4.1合金元素对钢的淬透性的影响.........................................................................8 4.2合金元素对钢的回火稳定性的影响.................................................................9 5碳含量对钢的淬硬性的影响........................................................................................9

六、结论..................................................................................................................................9 参考文献...................................................................................................................................9

一、实验目的

1.掌握碳钢的常用热处理（淬火及回火）工艺及其应用。2.研究加热条件、保温时间、冷却条件与钢性能的关系。3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。4.观察钢经热处理后的组织，熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。5.了解金相照相的摄影方法，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。

二、实验原理

钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。

进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者的规范，是热处理成功的基本保证。1.加热温度的选择

1)退火加热温度 一般亚共析钢加热至ac3+(20—30)℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至ac1 +(20—30)℃（球化退火），目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切削性能。

2)正火加热温度 一般亚共析钢加热至ac3 +(30—50)℃；过共析钢加热至accm +(30—50)℃，即加热到奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围选择见图2.1。3)淬火加热温度 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)℃，见图2.2。钢的成分，原始组织及加热速度等皆影响到临界点的位置。在各种热处理手册或材料手册中，都可以查到各种钢的热处理温度。热处理时不能任意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大，氧化、脱碳和变形等都会变得比较严重。各种常用钢的工艺规范见表2.1。4)回火温度的选择 钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能（常常是根据硬度的要求）。按加热温度高低回火可分为三类：

图2.2 淬火的加热温度范围图2.1 退火和正火的加热温度范围

表2.1 常用钢的工艺规范a． 低温回火 在150—250℃的回火称为低温回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为hrc60。其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢的高硬度。低温回火常用于高碳钢的切削刀具、量具和滚动轴承件。b． 中温回火 在350—500℃的回火称为中温回火，所得组织为回火屈氏体，硬度约为hrc40—48。其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。主要用于含碳0.5—0.8%的弹簧钢热处理。

c． 高温回火 在500—650℃的回火称高温回火，所得组织为回火索氏体，硬度约为hrc25—35。其目的是获得既有一定强度、硬度，又有良好冲击韧性的综合机械性能。所以把淬火后经高温回火的处理称为调质处理，用于中碳结构钢。2.保温时间的确定

为了使工件内外各部分温度约达到指定温度，并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，必须在淬火加热温度下保温一定的时间。通常将工件升温和保温所需时间算在一起，统称为加热时间。

热处理加热时间必须考虑许多因素，例如工件的尺寸和形状，使用的加热设备及装炉量，装炉时炉子温度、钢的成分和原始组织，热处理的要求和目的等等。

1)退火、正火保温时间 实际工作中多根据经验大致估算加热时间。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。2)淬火加热保温时间按下列经验公式估算： t???k?h 式中t—保温时间(min)；

α—加热系数(min/mm)（见表2.2）；

k—工件装炉方式修正系数（一般 k = 1～1.5）； h—工件有效厚度(mm)（尺寸最小部位）。表2.2 加热系数α(min/mm)可参考经验公式加以确定：

3)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，t??d?b 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2~2.5min/mm）。3.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2.3所示。

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，如图2.4所示。表2.3中列出了几种常用淬火介质的冷却能力。

图2.3 淬火时的理想冷却曲线示意图 图2.4 各种淬火冷却曲线示意图篇三：45钢的热处理实验报告

金属材料的热处理实验报告

试验项目：45钢淬火及回火前后硬度测量 班级：机械一班

组长：林文文 学号：201006040112 组员：竹凌东 陈林 陈书尚

指导老师：杨兰英

试验日期：

***0060401***114 202_年12月八日45号钢的热处理

一、试验目的

1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2.了解洛氏硬度试验机的主要结构及其操作方法。3.初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系。4.分析淬火温度的选择对刚性能的影响。5.研究冷却条件刚性能的关系。

二、实验仪器及材料

1.hr—150a型洛氏硬度试验机。2.试样:φ20×10mm 45钢。3.加热炉。4.磨砂纸

5．冷却液：水（20oc左右）。hr-150a型洛氏硬度计主要零部件

1.机身 2.加荷手柄 3.升降手把4.手轮5.丝杠保护套（内有丝杠）6.待测试件7主轴 8.小杠杆9.大杠杆10.调整块11.定位标记12.吊环13.螺钉14.砝码变换器15.砝码 16.油针17.油毡18.后盖19.缓冲器20.卸荷手柄21.压头22.上盖23.指示表 24变荷手柄25.工作台

三、实验原理

热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求淬火与回火。

（一）钢的淬火

钢的淬火：淬火就是将钢加热到ac3（亚共析钢）或ac1（过共析钢）以上30~50oc，保温后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(v冷＞v临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。

1、淬火温度的选择

正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据fe-fe3c相图确定（如图3-1所示）。对45#钢的亚共析钢，其加热温度为 ac3+30~50oc，此实验采用的加热温度为830o。若 加热温度不足（低于780oc的ac3温度），则淬火 组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低； 但过高的加热温度（如超过acm）不仅无助于强度、硬度的增加，反而会由于产生过多的残余奥氏体 而导致硬度和耐磨性的下降。

2、保温时间的确定

淬火加热时间实际上是将试样加热到淬火温度所 需的时间及在淬火温度停留所需时间的总和。加 热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所用的加 热介质、加热方法等因素有关，一般按经验公式 加以估算。（经验公式：加热温度为800oc的圆柱 形工件，保温时间为1.0分钟/每毫米）。

3、冷却速度的影响

冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少内应力，防止变形和开裂。为保证淬火效果，应选用适当的冷却介质（如水、油等）。此实验的淬火冷却介质选用水。

考虑到实验中加热炉的极限温度，将加热温度定在800 oc，保温15分钟后进行水冷。(二)钢的回火

钢经经淬火后得到的马氏体组织质硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化而失去精度，甚至开裂。因此淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得所需的各种不同的组织和性能。

低温回火：回火温度150~250oc；回火后的组织为回火马氏体+残余奥氏体+碳化物；性 能特点是硬度高，内应力减少。

中温回火：回火温度350~500oc；回火后的组织为回火屈氏体；性能特点是硬度适中，有高的弹性。

高温回火：回火温度500~650oc；回火后的组织为回火索氏体；性能特点是具有良好塑 性、韧性和一定强度相配合的综合性能。

对碳钢来说，回火工艺的选择主要考虑回火温度和保温时间这两个因素。实验所用试样较小，故回火保温时间可为30分钟，回火温度选择低温回火温度，即：150~250oc。低温回火后在空气中冷却。

回火冷却方式：碳钢回火时，一般采用在空气中冷却。

四、实验内容与步骤：

1、对45钢进行淬火

（1）在进行淬火前先测量实验试样的硬度九次，并将后六次测量的数据计入表格中。（2）、将试样放入加热炉中，打开加热炉。使其温度上升到800 oc开始计时。保温15分钟。（3）、15分钟后，取出试样对其进行水冷。（4）、待试样完全冷却，用磨砂纸将其表面磨平整光滑。（5）、再次测量试样的硬度一共五次。并计入表格中。

2、对45钢淬火后进行低温回火（1）、将回火炉的温度设定在200 oc。（2）、待温度升到200 oc时，将试样放入加热炉中，并开始计时。保温30分钟（3）、30分钟后，取出试样放在指定位置进行空冷。（4）、待试样完全冷却，用磨砂纸将其表面磨平整光滑。（5）、再次测量试样的硬度一共五次。并计入表格中。

五、实验数据记录

1、淬火前的硬度

分析：测量时，由于选择的测量点不同和人为操作因素，每次测量的数据存在误差。试样中心和边沿的硬度明显不同，测量时尽量选择中心处测量。

2、淬火后的硬度

分析：与淬火前相比，淬火后的硬度明显增大。说明适当的淬火可以增大材料的硬度。

3、回火后的硬度

分析：与淬火前相比，回火后钢的硬度明显大于钢的原始硬度，但比淬火后的硬度小些。说明回火后钢的硬度降低了。

六、分析与讨论

试验中，钢淬火加热后，必须迅速在水中冷却。这是因为谁的冷却速度快，防止奥氏体转变为珠光体而得不到需要的马氏体组织。通过淬火，钢的硬度得到了明显的提高。

淬火钢在回火过程中发生了一系列的组织变化，这必然会引起机械性能发生相应的变化。淬火钢的回火，实质上是一个软化过程，性能变化的总趋势是，随着回火温度的升高，硬度、强度降低，而塑性、韧性提高。

七、实验感想

对于我们机械学生，这是第一次比较专业的实验。因此，实验过程中大家都非常的认真投入。从中切实学习到了知识，提高了自己的动手能力。特别是材料硬度的变化，让我们感受到了材料的魅力，增加了我们对材料的兴趣。