机械工程材料指导书

实验指导书 5 T12钢 退火状态 3~4%硝酸酒精液 200~500 6 T12钢 退火状态 碱性苦味酸钠溶液 200~500 7 亚共晶白口铁 铸造状态 3~4%硝酸酒精液 200~500 8 共晶白口铁 铸造状态 3~4%硝酸酒精液 200~500 9 过共晶白口铁 铸造状态 3~4%硝酸酒精液 200~500

（4）根据显微组织近似确定亚共析钢的含碳量：

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c%?P?0.8F?0.008? 100100式中：P和F分别为珠光体和铁素体所占面积（%）。 四、

实验预习报告

1. 何谓平衡组织？

2. 试以钢的显微组织说明20钢、45钢和T8钢的力学性能有何区别？

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实验指导书

实验四 碳钢的热处理

一、 实验目的

1. 了解碳钢的热处理操作

2. 研究加热温度、冷却速度、回火温度、对碳钢性能的影响 二、

概述

钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种加工工艺。

淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓淬火就是将钢件加热到Ac3或Ac1上，保温后放入各种不同冷却介质中快速冷却（V冷>V临），以获得马氏体组织的热处理操作。

钢件，特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体组织时，材质硬而脆，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的过程中将会引起尺寸的变化而失去精度，甚至开裂。因此钢件淬火后必须立即进行回火处理。 1. 加热温度的选择

（１） 淬火加热温度； 根据Fe-Fe3C相图确定，如图４-1所示。

. 图4-1 碳钢正常淬火温度范围

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（２） 对亚共析钢，其加热温度为Ac3+30~500C，淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足（如低于Ac3），则淬火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足。对共析钢、过共析钢其加热温度为Ac1+30~500C，淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。为溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的硬度和耐磨性。过高的加热温度（如高于Accm），会因得到粗大的马氏体、过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性的下降，脆性增加。

各种不同的成分钢的临界温度列于表4-1中。

表4-1 碳钢的临界温度

（３） 回和温度：回火温度决定于要求的组织及性能。按加热温度的不同，回火可分为三类：

低温回火：在150~2500C回火，所得组织为回火马氏体，硬度为HRC57~60，其目

的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢的高硬度。一般用于切削工具、量具、滚动轴承以及渗碳和氰化件。

中温回火：在350~5000C回火，所得组织为回火屈氏体，硬度为HRC40~48，其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。因此它主要用于各种弹簧及热锻模。 高温回火：在500~6500C回火，所得组织为回火索氏体，硬度为HRC25~35，其目的是获得既有一定的硬度、强度、又有良好的冲击韧性的综合机械性能，常把淬火后经高温回火的处理称为调质处理，因此一般用于各种重要零件，如柴油机连杆螺栓、汽车半轴以及机床主轴等。

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碳素工具钢 临界点（C） 0类别 钢号 Ac1 20 30 735 732 724 724 725 727 730 730 730 730 730 Ac3或Accm 855 813 790 780 760 766 770 ---- 800 820 830 Ar1 680 677 680 682 690 695 700 700 700 700 700 Ar3 835 835 796 760 750 721 743 ---- ---- ---- ---- 碳素结构钢 40 45 50 60 T7 T8 T10 T12 T13