常见的热处理工艺和设备

1. 一、重点热处理基本操作，退火、正火、淬火与回火；常用热处理工艺性能；硬度测定。1. 二、难点出炉操作要迅速准确；硬度测定点选择。三、分组将人员分成四组进行实验，各组的实验内容安排如下：第一组将45钢试样按正常退火和正火加热温度加热2个试样（请同学们自己查表确定）其中一个加热后缓慢冷却，另一个在空气中冷却，测定退火和正火后对硬度的影响。第二组将45钢试样分别加热到680C、780C、900C保温15min,然后水冷淬火，测定淬火加热温度对硬度的影响。第三组将45钢试样加热至830C保温15min，然后分别置于Ski=10%勺水溶液、水、空气中冷却，测定冷却速度对45钢热处理后硬度的影响。第四组将正常淬火的45钢试样，分别加热到200C、400C、600C保温30min后空冷，测定回火温度对淬火硬度勺影响。四、实验目的1. 初步掌握碳钢的退火、正火、淬火和回火等热处理基本操作；2. 掌握热处理工艺对钢力学性能的影响；3. 进一步了解含碳量对钢力学性能的影响；4. 了解常用的热处理工艺装备。五、实验设备及材料1. 箱式电阻炉及温度控制仪表；2. 洛氏硬度计；3. 淬火水槽和油槽；4. 淬火介质（水、油）；5. 铁丝钳子；试样：20、T8钢试样各一个、T12钢试样8个，45钢试样12个，规格以10mmx15mm为宜，各试样应先打上编号。六、实验原理1. 碳钢普通热处理工艺碳钢的普通热处理包括退火、正火、淬火和回火，不同的热处理方法可使碳钢获得不同的组织和性能。2. 热处理加热炉热处理加热炉有箱式电阻炉、井式电阻炉和盐浴炉等，其中实验室最常用的是箱式电阻炉，一种周期作业式的加热设备。箱式电阻炉按其使用温度的不同，有低温、中温和高温之分。中温箱式电阻炉最高使用温度为950Co3. 热处理的温度测量与控制温度是热处理生产中一个非常重要的工艺参数。只有对炉温进行准确的测量和控制，才能正确执行热处理工艺，保证产品质量。利用热电偶将热处理炉内的温度信号转换为电信号，输入测量装置进行测量，并由显示仪表显示出实际炉温。与此同时，在调节器内，将测得的实际炉温值与给定的温度值进行比较，得出偏差值。再由调节机构根据偏差值的不同发出相应的调节信号，驱动执行机构动作，从而改变输送给热处理炉电流的大小，使偏差消除，将炉温控制在某一给定值附近。七、实验步骤1. 根据分组安排，领取试样后各组根据实验内容，准备好冷却介质和钳子等工具。2. 用细铁丝捆扎好试样，以便装炉和出炉。3. 切断炉子电源，检查炉内是否有试样以及仪表是否正常，并根据需要调整炉温给定值。4. 先空炉升温，到达预定温度后装炉。装炉时要注意自己试样的特征和位置，防止错乱。试样应放在距热电偶较近处，这样可使测温较准确。5. 关闭炉门，通电升温加热，并注意，达到预定温度后开始记录保温时间。6. 准备出炉时，钳子应擦干或预热、烘干。7. 到达规定的保温时间后，取出试样按要求冷却。出炉操作要迅速准确，淬火试样取出后应迅速置于冷却截止中冷却，以免温度下降。试样出炉后炉门要即使关闭。8. 试样充分冷透后，用砂纸擦去表面氧化皮，再在洛氏硬度计上测定硬度值。为保证测量精度，每个试样应测3个点，取其平均值。八、实验结果各组先综合每位同学的实验结果，然后进行相互交换，并将全部实验结果填入表2-1中。表2-1碳钢热处理实验结果组别钢号热处理方法加热温度/c冷却介质硬度HRC123平均第一组45退火炉冷9.88.68.3正火空气10.311.211.868048.249.347.6第二组45淬火780水51.550.352.690049.650.349.1第三组45淬火淬火830830盐水水60.657.258.556.559.359.620046.343.245.5第四组45回火400空气35.633.532.360026.427.625.7九、分析与讨论根据实验结果回火温度对淬火钢回火后硬度的影响，绘出相应的硬度-淬火温度关系曲线、硬度-回火温度关系曲线、硬度-冷却速度关系曲线。1. 45钢在830C时，不同的冷却速度对组织和硬度的影响。 在盐水和水中冷却得到马氏体的硬度相似；在油中冷却时得到部分马氏体，淬硬不足，硬度下降；在空气中冷却时，正火处理得到珠光体，硬度低。