請(qǐng)同學(xué)們將本次實(shí)驗(yàn)日期寫(xiě)為：2014.11.19實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：C106學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)二 鋼淬火、正火實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解淬火鋼的硬度與其含碳量的關(guān)系。 2了解淬火冷卻速度對(duì)鋼淬火后硬度的影響。3. 了解熱處理工藝淬火、正火對(duì)鋼的顯微組織和性能的影響。4. 熟悉熱處理淬火、正火的基本操作規(guī)程。5熟悉熱處理爐、硬度計(jì)的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理 所謂淬火就是將鋼加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1 (過(guò)共析鋼）以上3050，保溫后放入各種不同的冷卻介質(zhì)中快速冷卻（V 應(yīng)大于Vc ），以獲得馬氏體組織。碳鋼經(jīng)淬火的組織由馬氏體及殘余奧氏體所組成。 為了正確地進(jìn)行鋼的淬火，必須考慮下列三個(gè)重要因素：淬火加熱溫度，保溫時(shí)間和冷卻速度。（一）淬火溫度的選擇 正確選定加熱溫度是保證淬火質(zhì)量的重要一環(huán)。淬火時(shí)的具體加熱溫度主要取決于鋼的含碳量，可根據(jù)Fe-Fe 3C相圖確定（如圖1所示）。對(duì)亞共析鋼，其加熱溫度為Ac3 +3050, 如淬火溫度過(guò)低，由于有自由的鐵素體未溶入奧氏體中，淬火后存在鐵素體組織，因此硬度低性能不好。若溫度過(guò)高，奧氏體的晶粒會(huì)急劇的長(zhǎng)大，將會(huì)得到粗大的馬氏體組織，使強(qiáng)度、韌性和塑性下降。對(duì)過(guò)共析鋼，加熱溫度為Ac1 +3050, 淬火后可得到細(xì)小的馬氏體與粒狀滲碳體。后者的存在可提高鋼的硬度和耐磨性。但過(guò)高的加熱溫度（如超過(guò)Acm）不僅無(wú)助于強(qiáng)度、硬度增加，反而會(huì)由于產(chǎn)生過(guò)多的殘余奧氏體而導(dǎo)致硬度和耐磨性的下降。 需要指出，不論在退火、正火與淬火時(shí)，均不能任意提高加熱溫度。溫度過(guò)高晶粒容易長(zhǎng)大，而且增加氧化脫碳和變形的傾向。圖1 碳鋼正常淬火溫度范圍 （二）保溫時(shí)間的確定 淬火加熱時(shí)間實(shí)際上是將試樣加熱到淬火溫度所需的時(shí)間及在淬火溫度停留所需時(shí)間的總和。加熱時(shí)間與鋼的成分、工件的形狀尺寸、所用的加熱介質(zhì)、加熱方法等因素有關(guān)，一般按照經(jīng)驗(yàn)公式加以估算，碳鋼在電爐中加熱時(shí)間的計(jì)算列于表1。表1 碳鋼在箱式電爐中加熱時(shí)間的確定加熱溫度工 件 形 狀圓柱形方 形板 形保 溫 時(shí) 間分鐘/每毫米直徑分鐘/每毫米厚度分鐘/每毫米厚度7001.52.238001.01.529000.81.21.810000.40.80.8 （三）冷卻速度的影響 冷卻是淬火的關(guān)鍵工序，它直接影響到鋼淬火后的組織和性能。冷卻時(shí)應(yīng)使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個(gè)前提下又應(yīng)緩慢冷卻，以減小內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂。為此，可根據(jù)C曲線(xiàn)圖（如圖3-2所示），使淬火工件在過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定的范圍（650550）進(jìn)行快速冷卻（即與C曲線(xiàn)的“鼻尖”相切），而在較低溫度（300100）時(shí)的冷卻速度則盡可能小些。為了保證淬火效果，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)睦鋮s介質(zhì)（如水、油等）。圖3-2 在共析鋼C曲線(xiàn)上估計(jì)連續(xù)冷卻速度的影響正火是將鋼加熱到某一臨界溫度以上，保溫后在空氣中冷卻。對(duì)于亞共析鋼，正火的加熱溫度在Ac3以上3050。對(duì)于共析鋼或過(guò)共析鋼，正火加熱溫度在Accm以上3050。三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備箱式電阻爐、HR-150A洛氏硬度計(jì)四、實(shí)驗(yàn)步驟和方法1具體步驟 根據(jù)材料不同，同學(xué)們分組進(jìn)行； 將45鋼、40Cr鋼試樣放入相應(yīng)的電爐。合上爐門(mén)，待達(dá)到要求爐溫后，開(kāi)始計(jì)算保溫時(shí)間； 到保溫時(shí)間后，拉下電閘，打開(kāi)爐門(mén)，迅速而準(zhǔn)確地將自己試樣分別取出放入水槽和空氣中； 磨掉試樣表面的氧化脫碳層，測(cè)其洛氏硬度；結(jié)果填入下列表格。 比較45鋼、40Cr鋼熱處理前后硬度值的變化。試樣材料熱處理熱處理前硬度值（HRC）熱處理后