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《 工程材料 》 综合实验

《 工程材料 》 综合实验. 主讲：王良辉 崔国栋. 核心问题. 工艺　　　　　组织　　　　　性能. 实验目的 热处理工艺与金相组织、性能之间的对应关系. 实验内容. 热处理工艺 金相组织分析 硬度测试. 了解热处理设备及控制 方式 X5408. 试样淬火工艺 实验 X5408. 测试试样淬火后的硬度 值 X5406. 试样 回火 X5408. 测试试样回火后的硬度 值 5408. 金相组织 观察 5411. 回火保温时观察金相 组织. 综合实验路径图. 一、热处理工艺实验 （一）注意事项

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Presentation Transcript

  1. 《工程材料》 综合实验 主讲：王良辉 崔国栋

  2. 核心问题 工艺　　　　　组织　　　　　性能 实验目的 热处理工艺与金相组织、性能之间的对应关系

  3. 实验内容 • 热处理工艺 • 金相组织分析 • 硬度测试

  4. 了解热处理设备及控制方式 X5408 试样淬火工艺实验X5408 测试试样淬火后的硬度值 X5406 试样回火 X5408 测试试样回火后的硬度值 5408 金相组织观察 5411 回火保温时观察金相组织 综合实验路径图

  5. 一、热处理工艺实验 （一）注意事项 1、严禁在实验室内打闹、大声喧哗； 2、不得擅自操作各种仪器及仪表，否则后果自负； 3、认真做好实验过程记录（数据无重复性），熟悉热处理工艺操作流程； 4、热处理工艺操作时，注意观察实验过程，分析异常现象产生的原因；

  6. （二）实验目的 1、了解热处理设备及温度控制方式； 2、了解热处理工艺过程及冷却介质； 3、自已进行热处理工艺操作； 4、分析热处理后达不到技求要求时，金相组织及性能是什么，正常情况又是什么

  7. （三）试样及热处理技术要求 1、试样要求： 45钢 （2块） 60Si2Mn（1块） 10×10×25mmФ16mm

  8. 2、热处理技术要求：

  9. ℃ 加热温度及保温时间 冷却 升温 时间 （四）热处理工艺参数选择 热处理工艺曲线 热处理工艺曲线： 三个主要工艺参数——加热温度、保温时间、冷却方式

  10. 1、热处理温度选择 根据相图 选择加热温度

  11. 2、热处理保温时间选择 根据加热计算的经验公式： • T——为加热时间（min或s） • ɑ——加热系数（min/mm或s/mm）空气电阻炉碳钢取0.9—1.1，合金钢取1.3—1.6 • K——装炉条件修正系数，通常取1—1.5 • D——工件有效厚度（mm）

  12. 3、热处理工艺冷却方式选择

  13. 因此热处理工艺为：

  14. 热处理各工序过程中硬度值：

  15. 以上热处理工艺的应用举例 （自行车）： 45钢淬火+低温回火工艺：用于各种轴类，如自行车中轴（脚踏）； 45钢淬火+高温回火工艺：用于各种机械结构件，如自行车中轴锁紧螺母； 60Si2Mn淬火+中温回火工艺：用于各种弹簧，如自行车座下面的三根弹簧。

  16. （五）所用热处理设备 70年代热处理控制系统

  17. 西南交通大学自制热处理控制系统

  18. 井式热处理炉

  19. 箱式热处理炉

  20. （六）热处理操作过程 工艺结束后： 试样出炉→ 试样搅拌冷却 → 去掉试样表面氧化皮 → 测试试样淬火、回火后硬度

  21. 试样出炉

  22. 试样搅拌冷却

  23. 试样冷却后打磨氧化脱碳层

  24. （七）分析与讨论： １、分析该试样热处理是否满足技术要求？ 2、若不满足技术要求请分析热处理操作过程是否正确？请说明理由？ 3、若不满足技术要求请分析实验所用材料是否正确？请说明理由？

  25. 二、金相组织分析实验 （一）注意事项： 1.禁止私自乱动仪器。 2.仪器设备操作需在老师讲授后按照正确的方法进行。 （二）实验目的： １.认识典型材料不同工艺处理后 的金相组织。 ２.分析所给材料的金相组织形貌。

  26. 显微镜的构造 CCD图像采集器 显微镜目镜 起偏镜 双筒显微镜目镜组 金相显微镜光源 金相显微镜偏光镜片 金相显微镜滤光片 显微镜物镜转换架 金相、生物光源切换按钮 金相、生物的物镜 显微镜粗、细调焦手轮 试样载物台及压板 光源强度调节旋钮 显微镜电源 试样横向、纵向移动杆

  27. （三）实验内容： 1.钢的平衡组织/非平衡组织（热处理组织）分析 2.铸铁组织分析 3.其它合金组织分析

  28. 45钢 退火 F P

  29. 共析钢（T8） P 状态：退火 片状P

  30. 过共析钢（T12）状态：退火 网状二次 渗碳体 P

  31. T10钢 球化退火 粒状C’

  32. 20钢 淬火+低温回火 板条状 回火M

  33. T12钢 淬火+低温回火 针状回火 马氏体 A′

  34. 45钢 淬火+低温回火 回火马 氏体+ 残余 奥氏体

  35. 45钢 油淬火 网状淬火 屈氏体 M+A′

  36. 45钢 调质 回火索氏体

  37. GCr15淬火+低温回火 回火马氏体 +残余奥氏体 粒状 碳化物 （白色 颗粒）

  38. 渗碳+淬火表面组织 针状 马氏体 残余 奥氏体

  39. 60Ｓi2Mn中温回火　Ｔ′

  40. Ｐ基灰口铸铁Ｐ+片状石墨 片状G P

  41. 灰口铸铁　Ｆ+Ｐ基体 F P 片状G

  42. 灰口铸铁　Ｆ基 F 片状G

  43. 灰口铸铁 等温淬火 下贝氏体 片状G 三元 磷共晶 上贝氏体

  44. 可锻铸铁 P F 团絮状 石墨

  45. 可锻铸铁 F 团絮状 石墨

  46. 高速钢 淬火+三次回火 碳化物 回火马氏体 +少量 残余奥氏体

  47. 魏氏组织 粗大P 针状、 网状F

  48. A3钢 轧制 带状组织 P F

  49. Al-Si合金 变质处理 初生α α+β

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