机械制造基础实验总结报告

机械制造实验总结报告

姓名：李玉龙5902110017

学号：班级：热能 101

金属工艺学报告

这学期接触了一门新的学科，叫《机械制造基础》，通过半学期的 了解和所学，让我对机械学科门类有了一个更为全面的认识，

特别是

前不久刚做的三个有关实验，更是让我对这门学科产生浓厚的学习兴 趣，同时也对科学实验更是无比的赞叹和求知。 三个实验的名称分别 为：一碳钢的表面淬火操作，二碳钢的热处理操作，三碳钢及铸铁平 衡组织观察，下面就围绕这三个实验，我想谈谈我的一些看法和总 结……

首先是第一个实验，碳钢的淬火工艺，其原理是通过对钢材表面的 淬火，使表面得到马氏体，而它的内部依然保持处理前的组织， 淬火 的主要原因是使钢材表面硬度增加， 耐磨性调高，而它的内部却始终 保持原有特性。有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、

冲击

负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。 在受摩擦的场 合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、 高 硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要 求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用 极为广泛。在实验过程中，我们所采用的加热方法为表面感应加热淬 火，利用电磁感应效应在钢材表面产生感应电流， 对零件表面进行加 热，工件加热到一定程度后，用水进行冷却，工件淬火后的组织包括： 淬硬区（马氏体），过渡区（马氏体加自由铁素体），芯部（原始组织）， 强调一点，在其中我们的加热方法为感应加热，他的好处在于工件表 面氧化小、脱碳小，变形小，质量稳定，生产率高等。

下面的一个实验为钢的热处理操作， 热处理是机械制造中热加工工 艺的

一种。 它对保证机械产品的质量， 延长使用寿命， 有着重大的作 用。钢的热处理就是利用钢在加热、 保温和冷却作用下， 其内部发生 组织状态（晶体结构、组织形态） 、物理状态（比容、残余内应力等） 和化学成分分布的变化，而使工件具有预期的工艺性能、机械性能、 物理性能和化学性能， 以达到便于冷热加工， 提高使用寿命， 充分发 挥材料潜力的目的。钢的热处理基本工艺包括退火、正火、淬火、回 火和化学热处理等。而其主要原理有两点： 1 奥氏体化后的钢件，经 不同的冷却速速后， 便得到不同的组织， 在宏观上， 就表现出不同的 机械性能，2 淬火后的工件，经不同的温度回火， 将获得不同的组织， 在宏观上表现出不同的机械性能， 下面再介绍一下碳钢热处理基本工 艺：1. 钢的退火： 钢的退火指将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它 慢慢冷却的过程。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的 温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。 2.钢的正火 :

正火，又称常化，是将工件加热至 Ac3或Acm以上40~60C, 保温一段时间后， 从炉中取出在空气中或喷水、 喷雾或吹风冷却的金 属热处理工艺。 其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化， 去除 材料的内应力，降低材料的硬度。 3. 钢的淬火：

所谓淬火就是将钢加热到 Ac3 （亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以 上30~50C,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。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 热的温度、保温时间和冷却速度。 4. 钢的退火：

退火是一种金属热处理工艺， 指的是将金属缓慢加热到一定温度， 保

持足够时间， 然后以适宜速度冷却。 目的是降低硬度， 改善 切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向； 细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 Fe-Fe3C 状态 图 和

C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。热处理参 数主要包括加热温度 '保温时间和冷却速度。 （ 1） 加热 温 度的 确定 。 淬火温 度取 决于 钢 的 临 界点。

亚共析钢，适宜的淬火温度为Ac3以上30 C?5 0 C , 淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度小于A c 3，淬火组织中仍保留一部分原始组织的铁素体，会造 成淬火硬度不足。过共析钢，适宜的淬火温度为A c 1以 上30 C ~50 C,淬火后的组织为马氏体和二次渗碳体。 第三个实 验为碳钢及铸铁平衡组织观察，其主要原理是利用 显微镜观察其成分， 即研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织， 根据 含碳量不同， 铁碳合金可分为工业纯铁、 钢及白口铸铁三大类。 现分

别说明其组织形成过程及特征

（一）工业纯铁

碳的质量分数小于0.0218%的铁碳水化合物合金称为工业纯铁 见图二。当其冷到碳在a -Fe中的固溶度线PQ以下时，将沿铁素体 晶界析出少量三次渗碳体，铁素体的硬度高达80HB左右，而渗碳体 的硬度

高达800HB，因工业纯铁中的渗碳体 量很少、故硬度、强度不高而塑胶性、 韧性较好。

（二）钢

碳的质量分数 WC在（0.0218~2.11） %之间的铁碳合金称为碳钢 根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢

图三亚共析钢的显微组织 500 X

图四T12钢的显微组织500 X a） 4%硝酸酒精侵蚀b ）苦味酸钠溶液热

a） 20 钢 b ） 40 钢 c ） 60 钢

（三）白口铸铁

1.共晶白口铁（Wc = 4.3%）此合金由液态冷却到1148C时,

全部发生共晶反应： L（4.3%）T A（2.11%C ） + Fe3C，所得产物称莱氏（Ld），呈豹皮状，其中奥氏体呈短捧或小条状分布在渗碳体基体上

在以后继续冷却的过程中，只有奥氏体原地发生转变，先析出二次渗