【正文】 各小組將已經(jīng)正常淬火并測定過硬度的45或T12鋼試樣分別放入指定溫度的爐內(nèi)加熱，保溫30分鐘，然后取出空冷。為什么要研究奧氏體晶粒度及其影響因素？3 為什么說加熱溫度是影響奧氏體晶粒度的主要因素？4 為什么要采用幾種不同的方法來測定奧氏體晶粒的大小？5 鋼熱處理后的馬氏體形態(tài)與性能之間有何關(guān)系？6 鋼的回火組織與性能之間有何關(guān)系，不同成分的鋼如何選用回火溫度？7 鋼淬火時的異常組織有那些類型，熱處理中如何避免？8 金相組織照片獲取有哪些要求，不同組織形態(tài)有何不同？實驗成敗的關(guān)鍵有哪些？ 附件 實驗記錄示范根據(jù)淬火條件不同，分批次進行，記錄可列表如表7。8. 實驗報告應寫明實驗項目、實驗時間、指導老師等，填寫工整，條理清楚，在實驗完成后一周內(nèi)必須交給相關(guān)實驗老師。6. 實驗操作中應嚴格遵守設(shè)備操作規(guī)程和實驗室工作條例，保證自身安全和他人安全，保證設(shè)備正常，有異常及時與實驗室指導老師聯(lián)系。4. 試樣在淬火液中應不斷攪動，否則試樣表面會由于冷卻不均而出現(xiàn)軟點。開關(guān)爐門要迅速，爐門打開時間不宜過長。七 注意事項1. 本實驗加熱都采用電爐，由于爐內(nèi)電阻絲距離爐膛較近，容易漏電，所以電爐一定要接地，在放、取試樣時必須先切斷電源。并寫出自己的實驗心得體會。六 實驗報告要求1. 將實驗操作步驟如實記錄下來；2. 實驗報告應有完整的原始實驗記錄，包括時間、學生姓名、指導老師、完成實驗內(nèi)容、所用實驗工藝參數(shù)、以及實驗所獲得的結(jié)果，對實驗中有缺陷部分和異?，F(xiàn)象及解決手段作好記錄。 五 實驗步驟1 本次實驗要求以組為單位，設(shè)計完整的實驗思路和實驗步驟，組員的工作應有明確的分工，保證每人完成一個試樣的分析和處理，同時注明能用于實驗的時間；每人根據(jù)本組實驗要求寫出個人實驗預習報告；2 完成相應的熱處理操作和硬度測試及組織分析；3 實驗結(jié)束每位同學結(jié)合本組其他同學的實驗結(jié)果，從熱處理加熱溫度、加熱時間、冷卻速度及回火溫度分析熱處理工藝與鋼的成分、熱處理后性能和組織三個方面之間的關(guān)系；分析熱處理各階段的組織變化，拍攝金相組織照片；4 分析討論實驗結(jié)果的準確性及操作中出現(xiàn)的問題。 保溫時間：通常采用1～3小時，實驗所用試樣較小，定為30分鐘，回火后空冷。例如45鋼的回火溫度經(jīng)驗公式為：T(℃)≈200＋K(60－χ)式中：K——系數(shù)，當回火后要求的硬度值＞HRC30時，K=11；＜HRC30時，K=12?，F(xiàn)將幾種常用的碳鋼(4T10和T12 )回火溫度與硬度的關(guān)系列于表6?；鼗饻囟龋涸趯嶋H生產(chǎn)中通常以圖紙上所要求的硬度要求作為選擇回火溫度的依據(jù)。表5為45鋼淬火后經(jīng)不同溫度回火后的組織性能。因此淬火鋼必須進行回火處理。各種冷卻介質(zhì)的特性見表4。為了保證淬火效果，應選用適當?shù)睦鋮s介質(zhì)(如水、油等)和冷卻方法(如雙液淬火、分級淬火等)。冷卻時應使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個前提下又應盡量緩慢冷卻，以減小內(nèi)應力，防止變形和開裂。加熱時間與鋼的成分、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)驗公式加以估算，碳鋼在電爐中加熱時間的計算列于表3。各種不同成分碳鋼的臨界溫度列于表2中。需要指出，不論在退火、正火及淬火時，均不能任意提高加熱溫度。后者的存在可提高鋼的硬度和耐磨性。對亞共析鋼，其加熱溫度為Ac3＋30～50℃，若加熱溫度不足(低于Ac3)，則淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體而造成強度及硬度的降低。表1 碳鋼在退火及正火狀態(tài)下的機械性能性 能熱處理狀態(tài)含 碳 量 (%)≤～～硬度(HB)退 火～120150～160180～230正 火130～140160～180220～250強度σb(MN/m2)退 火300～330420～500560～670正 火340～360480～550660～700（1） 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)。 鋼的淬火所謂淬火就是將鋼加熱到Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上30～50℃，保溫后放入各種不同的冷卻介質(zhì)中快速冷卻(V冷應大于V臨)，以獲得馬氏體組織。對低碳鋼來說，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光潔度；對高碳鋼則正火可消除網(wǎng)狀滲碳體，為下一步球化退火及淬火作準備。 正火則是將鋼加熱到Ac3或A cm以上30～50℃，保溫后進行空冷。此時奧氏體在高溫區(qū)發(fā)生分解而得到比較接近平衡狀態(tài)的組織。采用不同的熱處理工藝過程，將會使鋼得到不同的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要的性能。鋼的熱處理工藝特點是將鋼加熱到一定的溫度，經(jīng)一定時間的保溫，然后以某種速度冷卻下來，通過這樣的工藝過程能使鋼的性能發(fā)生改變。 實驗材料試樣：20鋼，45鋼，T10鋼， T10鋼，60鋼試樣冷卻劑：水，油(使用溫度約20℃)制樣材料：砂紙、拋光劑、拋光布、硝酸酒精、相紙四 實驗原理熱處理是一種很重要的金屬熱加工工藝方法，也是充分發(fā)揮金屬材料性能潛力的重要手段。 實驗時間和實驗過程設(shè)計好后，需以班為單位提前2周與實驗室老師預約具體時間，并將實驗參數(shù)報給實驗老師，確定其可行性；預約后若未按時進行實驗，取消本次實驗資格，不予補做。二、 實驗內(nèi)容 本次實驗為綜合實驗，鼓勵同學們以組為單位，自行設(shè)計實驗參數(shù)和實驗過程，并對實驗結(jié)果進行綜合分析，本實驗需要綜合運用定量金相、熱處理工藝、硬度測試和金相組織分析等知識。4 完整的記錄金相試樣的制備過程，寫明制樣過程出現(xiàn)的問題，說明取樣注意事項；評價本人制樣質(zhì)量，存在什么缺點，分析產(chǎn)生的原因。2 分析碳鋼平衡組織滲碳體的幾種形態(tài)及形成條件。2簡述金相試樣制備的過程及各操作步驟注意要點。 實驗報告應寫明實驗項目、實驗時間、指導老師等，填寫工整，條理清楚，在實驗完成后一周內(nèi)必須交給相關(guān)實驗老師。 說明不同放大倍數(shù)下觀察的效果和放大倍數(shù)選擇的原則；寫出金相顯微鏡的操作注意事項； 合金組織觀察與分析：畫出所要求觀察的合金試樣的組織圖，圖中標明各組織組成物，注明金相試劑。8. 每組實驗完畢，對實驗場所和實驗設(shè)備進行清掃，維護好實驗室環(huán)境。6. 畫組織圖時，應抓住組織形態(tài)的特點，畫出典型區(qū)域的組織，不要將磨痕或雜線畫在圖上。六 實驗注意事項1. 顯微鏡室必須保持清潔、干燥，必須換鞋才能進入；2. 不能隨意拆卸顯微鏡及其零部件；3. 鏡頭等光學零部件上的灰塵及污物，不能用嘴吹或手巾擦，只能用專用的毛刷或鏡頭紙擦；4. 在觀察顯微組織時，可先用低倍全面地進行觀察，找出典型組織，然后再用高倍放大，對部分區(qū)域進行詳細地觀察。避免壓碎物鏡；[5] 移動載物臺，選擇需觀察的視場，進行觀察分析；[6] 實驗完成關(guān)上電源，取下試樣，整理顯微鏡，使其復原； 每個人完成至少一個金相試樣的制備；實驗步驟見前述實驗原理部分；試樣制備好后應選擇適當放大倍數(shù)觀察組織，注意組織的特點，在φ40mm的圓內(nèi)畫下來。應先粗調(diào)至物像基本可見時，再微調(diào)。照明燈泡一般是6V、12V、50V等 。試樣必須無水和拋光粉等物；。五 實驗步驟 實驗預習與實驗時間預約； 金相顯微鏡操作步驟[1] 選擇并裝好物鏡和目鏡。C 回火索氏體淬火鋼高溫回火(500～650℃)得到的組織稱為回火索氏體，其特征是已經(jīng)聚集長大了的滲碳體顆粒均勻分布在鐵素體基體上?；鼗鹎象w中的鐵素體仍然基本保持原來針狀馬氏體的形態(tài)，滲碳體則呈細小的顆粒狀，在光學顯微鏡下不易分辨清楚，故呈暗黑色?；鼗瘃R氏體仍保持針片狀特征，但容易受浸蝕，故顏色要比淬火馬氏體深些，是暗黑色的針狀組織。通過回火將鋼加熱，提高原子活動能力，可促進這個轉(zhuǎn)變過程的進行。并且還有一定數(shù)量(15～30%)的殘余奧氏體(呈亮白色)存在于馬氏體針之間（圖325）。