碳鋼的熱處理的實驗方案論證是什麼意思

㈠ 熱處理工藝實踐方案

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。是機械製造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。正如有些人說，機械加工是外科，熱處理就是內科，代表一個國家製造業的核心競爭力。

金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對於熱處理後零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。

工藝過程

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。

冷卻

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控製冷卻速度。

工藝分類

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

整體熱處理是對工件整體加熱，然後以適當的速度冷卻，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝，即熱處理的「四把火」。

一、淬火

1、淬火工藝

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然後以大於臨界冷卻速度快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。

工藝過程：加熱、保溫、冷卻。

淬火的實質：是過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織。

淬火的目的：（1）大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求；（2）通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。

應用范圍：淬火工藝應用最為廣泛，如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鑽探機械、農機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。

2、淬火介質

工件進行淬火冷卻所使用的介質稱為淬火冷卻介質（或淬火介質）。理想的淬火介質應具備的條件是使工件既能淬成馬氏體，又不致引起太大的淬火應力。

常用的淬火介質有水、水溶液、礦物油、熔鹽、熔鹼等。

● 水

水是冷卻能力較強的淬火介質。

優點：來源廣、價格低、成分穩定不易變質。

缺點： 冷卻能力不穩定，易使工件變形或開裂。在C曲線的「鼻子」區（500～600℃左右），水處於蒸汽膜階段，冷卻不夠快，會形成「軟點」；而在馬氏體轉變溫度區（300～100℃），水處於沸騰階段，冷卻太快，易使馬氏體轉變速度過快而產生很大的內應力，致使工件變形甚至開裂。當水溫升高，水中含有較多氣體或水中混入不溶雜質（如油、肥皂、泥漿等），均會顯著降低其冷卻能力。

應用： 適用於截面尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻。

● 鹽水和鹼水

在水中加入適量的食鹽和鹼，使高溫工件浸入該冷卻介質後，在蒸汽膜階段析出鹽和鹼的晶體並立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質在高溫區的冷卻能力，其缺點是介質的腐蝕性大。

應用：一般情況下，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。可用作碳鋼及低合金結構鋼工件的淬火介質，使用溫度不應超過60℃，淬火後應及時清洗並進行防銹處理。

● 油

冷卻介質一般採用礦物質油（礦物油）。如機油、變壓器油和柴油等。機油一般採用10號、20號、30號機油，油的號越大，黏度越大，閃點越高，冷卻能力越低，使用溫度相應提高。

3、淬火方式

● 單液淬火

是將奧氏體化工件浸入某一種淬火介質種，一直冷卻到室溫的淬火操作方法。單液淬火介質有水、鹽水、鹼水、油及專門配製的淬火劑等。

優點：操作簡單，有利於實現機械化和自動化。

缺點：冷速受介質冷卻特性的限制而影響淬火質量。

應用：單液淬火對碳素鋼而言只適用於形狀較簡單的工件。

● 雙液淬火

是將奧氏體化工件先浸入一種冷卻能力強的介質，在鋼件還未達到該淬火介質溫度之間即取出，馬上浸入另一種冷卻能力弱的介質中冷卻，如先水後油、先水後空氣等。雙液淬火減少變形和開裂傾向，操作不好掌握，在應用方面有一定的局限性。

● 馬氏體分級淬火

是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或稍低於鋼的馬氏體點的液態介質（鹽浴或鹼浴）中，保持適當的時間，待鋼件的內、外層都達到介質溫度後取出空冷，以獲得馬氏體組織的淬火工藝，也稱分級淬火。

優點：分級淬火由於在分級溫度停留到工件內外溫度一致後空冷，所以能有效地減少相變應力和熱應力，減少淬火變形和開裂傾向。

應用：適用於對於變形要求高的合金鋼和高合金鋼工件，也可用於截面尺寸不大、形狀復雜地碳素鋼工件。

● 貝氏體等溫淬火

㈡ 20號碳鋼的預備熱處理和理由

20號碳鋼的預備熱處理：正火
理由：由於20鋼含碳量低，碳化物少，因此，硬度很低，切削加工時粘刀，降低加工性能，不便於進行下一道的切削加工進行，因此，20號碳鋼的預備熱處理考慮的是應該如何提高硬度，預備熱處理的工藝中，只有退火、正火、調質處理三種，只有正火能夠提高鋼材硬度，故，預備熱處理工藝選擇正火。

㈢ 低碳鋼的熱處理方式有哪些

鋼材常用的熱處理工藝有以下幾種:1.淬火
對於亞共析鋼，即低碳鋼和中碳鋼加熱到Ac3以上30-50℃，在此溫度下保持一段時間，使鋼的組織全部變成奧氏體，然後快速冷卻(水冷或油冷)，使奧氏體來不及分解而形成馬氏體組織，稱為淬火在焊接中碳鋼和有些合金鋼時，近縫區可能發生淬火現象而變硬，易形成冷裂紋，這是在焊接過程中要設法防止的。2.回火回火是把已淬火的工件重新加熱至A1以下的某一溫度，保溫一段時間後置於空氣中或水中冷卻的一種熱處理方法。回火的目的，是降低淬火鋼的硬度，提高塑性和韌性並減少內應力，調整顯微組織，以便獲得良好的綜合機械性能。按回火溫度可分為低溫回火(150-250℃)，中溫回火(350-450℃)，高溫回火(500-650℃)3.調質
某些合金鋼在淬火後隨即進行高溫回火，這種淬火並高溫回火的操作稱為調質處理。4.正火
將鋼加熱到Ac3或Accm以上30-50℃，保溫後在空氣中冷卻稱為正火。許多碳素鋼和合金鋼正火後，各項機械性能均較好，可以細化晶粒。對於焊接結構，經正火後能改善焊縫質量，能消除焊縫區粗大晶粒、淬硬組織及組織不均勻等5.退火
將鋼加熱到Ac3或Ac1以上30-50℃，保溫一段時間後，緩慢而均勻的冷卻稱為退火。退火可以降低硬度，使材料便於切削加工，並使鋼的晶粒細化，消除應力。將鋼加熱到Ac1以下(一般為600-650℃)，保溫一定時間，然後在空氣中或爐中冷卻即為消除應力退火，也稱低溫退火。消除應力退火主要用於去掉焊接結構的焊接殘余應力。

㈣ 碳鋼熱處理實驗最後所得的結論是什麼

碳鋼熱處理實驗，首先要選定原材料，確定原材料鋼材的化學成分，然後設計熱處理工藝，也就是確定使用方法熱處理，如正火、淬火、回火或退火等等，再確定熱處理工藝流程與參數，按照工藝流程與參數實施熱處理過程，實驗過程中要保證工藝參數的准確性，最終得到的是熱處理後鋼材的金相組織與性能測定結果，如果是需要得到索氏體金相，最終就要測定索氏體化率，還有鋼材的力學性能如強度與伸長率等等。

㈤ 簡述碳鋼常規熱處理的原理

正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。

㈥ 4.什麼是鋼的熱處理為什麼要進行鋼的熱處理

熱處理的作用就是提高材料的力學性能、消除殘余應力和改善金屬的切削加工性。按照熱處理不同的目的，熱處理工藝可分為兩大類：預備熱處理和最終熱處理。

01.

預備熱處理

預備熱處理的目的是改善加工性能、消除內應力和為最終熱處理准備良好的金相組織。其熱處理工藝有退火、正火、時效、調質等。

（1）退火和正火

退火和正火用於經過熱加工的毛坯。含碳量大於0.5%的碳鋼和合金鋼，為降低其硬度易於切削，常採用退火處理；含碳量低於0.5%的碳鋼和合金鋼，為避免其硬度過低切削時粘刀，而採用正火處理。退火和正火尚能細化晶粒、均勻組織，為以後的熱處理作準備。退火和正火常安排在毛坯製造之後、粗加工之前進行。

（2）時效處理

時效處理主要用於消除毛坯製造和機械加工中產生的內應力。

為避免過多運輸工作量，對於一般精度的零件，在精加工前安排一次時效處理即可。但精度要求較高的零件（如座標鏜床的箱體等），應安排兩次或數次時效處理工序。簡單零件一般可不進行時效處理。

除鑄件外，對於一些剛性較差的精密零件（如精密絲杠），為消除加工中產生的內應力，穩定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之間安排多次時效處理。有些軸類零件加工，在校直工序後也要安排時效處理。

（3）調質

調質即是在淬火後進行高溫回火處理，它能獲得均勻細致的回火索氏體組織，為以後的表面淬火和滲氮處理時減少變形作準備，因此調質也可作為預備熱處理。

由於調質後零件的綜合力學性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終熱處理工序。

02.

最終熱處理

最終熱處理的目的是提高硬度、耐磨性和強度等力學性能。

（1）淬火

淬火有表面淬火和整體淬火。其中表面淬火因為變形、氧化及脫碳較小而應用較廣，而且表面淬火還具有外部強度高、耐磨性好，而內部保持良好的韌性、抗沖擊力強的優點。為提高表面淬火零件的機械性能，常需進行調質或正火等熱處理作為預備熱處理。其一般工藝路線為：下料鍛造→正火（退火）→粗加工→調質→半精加工→表面淬火→精加工。

（2）滲碳淬火

滲碳淬火適用於低碳鋼和低合金鋼，先提高零件表層的含碳量，經淬火後使表層獲得高的硬度，而心部仍保持一定的強度和較高的韌性和塑性。滲碳分整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時對不滲碳部分要採取防滲措施（鍍銅或鍍防滲材料）。由於滲碳淬火變形大，且滲碳深度一般在0.5~2mm之間，所以滲碳工序一般安排在半精加工和精加工之間。其工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗、半精加工→滲碳淬火→精加工。當局部滲碳零件的不滲碳部分採用加大餘量後，切除多餘的滲碳層的工藝方案時，切除多餘滲碳層的工序應安排在滲碳後，淬火前進行。

（3）滲氮處理

滲氮是使氮原子滲入金屬表面獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮層可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。由於滲氮處理溫度較低、變形小、且滲氮層較薄（一般不超過0.6~0.7mm），滲氮工序應盡量靠後安排，為減小滲氮時的變形，在切削後一般需進行消除應力的高溫回火。

㈦ 簡述碳鋼常規熱處理的原理

1.45鋼屬亞共析鋼，其淬抄火溫度應該在ac3以上，如果溫度為達到ac3既冷卻，淬火組織中必然存在兩相區組織，既存在殘余的鐵素體組織，且鐵素體組織因為過熱晶粒粗大

2.45鋼調質處理得到的組織是回火馬氏體，t12鋼球化退火得到的組織是珠光體與滲碳體，45鋼硬度高於t12，且韌性也更好

㈧ 碳鋼的熱處理

一、 實驗目的
1. 了解碳鋼的基本熱處理工藝方法
2. 研究冷卻條件與鋼性能的關系
3. 分析淬火和回火溫度對鋼性能的影響
二、 實驗設備和試件
1. 實驗設備：SX-10M-2.5型箱試電阻爐
2. 試件：45鋼、30鋼及T8鋼試件各一件
3. 45鋼淬火後的試件三件
三、 實驗原理
熱處理是一種重要的金屬加工工藝方法，目的是提高鋼的性能(使用性能和工藝性能)。鋼的熱處理的工藝特點是，將鋼加熱到一定的溫度，保溫一定的時間，然後以一定的冷卻速度進行冷卻。通過該工藝過程使鋼的性能發生改變。
四、實驗內容和步驟
(一) 鋼的淬火熱處理
淬火熱處理就是把碳鋼加熱到AC3或者AC1以上30-50°C，保溫後放到不同的冷卻介質中進行快速冷卻(冷卻速度大於臨界冷卻速度)，以得到馬氏體組織(M)。淬火後的組織為馬氏體和殘余奧氏體。
1. 淬火溫度的確定
根據材料的不同，在表1中查得其臨界溫度AC3或者AC1，然後加上40°C，就可以得到其加熱溫度。
亞共析鋼(45鋼，30鋼)：
加熱溫度=AC3 + 40°C
過共析鋼(T10鋼)：
加熱溫度=AC1 + 40°C
所以最終30鋼的加熱溫度= °C + 40°C=
45鋼的加熱溫度= °C + 40°C=
45鋼的加熱溫度= °C + 40°C=
2. 保溫時間的確定
零件隨爐子加熱達到所需的加熱溫度以後，還要進行一段時間的保溫，以保證整個零件均勻充分地達到所需要的溫度。顯然保溫時間跟工件的大小和形狀有關系。
通過測量零件的尺寸，然後查表2，計算試件的保溫時間。
零件的尺寸為直徑二十毫米的圓柱形零件，所以30鋼、45鋼、T10鋼的保溫時間分別為：
3. 冷卻介質的選擇
冷卻是淬火的關鍵工序。它直接影響淬火後的鋼的性能。淬火的冷卻速度要大於臨界冷卻速度，以獲得過冷馬氏體組織。同時在冷卻過程中還要控制結晶過程中內應力的產生，防止變形和開裂的發生。
為了保證淬火效果，應選擇合適的冷卻介質和冷卻方法。本實驗中我們選擇室溫下的水作為冷卻介質。
4. 工件放入爐中，設定電爐溫度控制器的加熱控制溫度，開始加熱。
5. 電爐達到設定溫度後，開始保溫的計時。
6. 工件出爐，快速放入水中冷卻。
(二) 鋼的回火熱處理
鋼在淬火後得到的馬氏體組織硬而脆，且工件內部有很大的內應力。回火的目的是消除內應力，適當降低硬度，改善加工性能。根據不同的工藝要求，回火分為高溫回火，中溫回火和低溫回火三種工藝方法，其溫度的選擇及組織性能的變化見表3。
回火的冷卻方式為空冷，即工件出爐後放在室溫下慢慢冷卻。
1. 工件放入爐中，設定電爐溫度控制器的加熱控制溫度，開始加熱；
2.電爐達到設定溫度後，開始保溫的計時，保溫時間為30分鍾；
3. 工件出爐，放在室溫下慢慢冷卻。

㈨ 碳鋼的熱處理及組織觀察實驗結果

爐冷硬度最低，水冷硬度最高。

45#水冷的硬度大概是48-52HR
T8硬度應該是水冷55HR以上
=============
回火溫度越高，硬度越低

㈩ 求助：碳鋼絲錐的熱處理工藝方案(T12A）

具體操作如下: 1)將工件用專用工裝裝好,裝入箱式爐預熱,(550正負10)保溫10-20分鍾.同時准備好鹽浴和硝鹽. 2)預熱後工件裝入鹽浴爐中,等爐溫回升至額定溫度後計算保溫時間. 3)保溫結束,將工件淬入硝鹽浴中,在額定溫度下保溫30-40分鍾.,空冷. 4)回火:根據不同的設備計算保溫時間,硝鹽爐90分鍾,箱式電阻爐(帶空氣循環)保溫120分鍾,空冷. 5)柄部退火:由於柄部在處理中也淬上硬度,故在完成上述工序後應對柄部進行退火.可在高頻感應裝置或在鹽浴爐中進行,加熱尺寸為柄部的1/2~1/3.在鹽浴中加熱是,將柄部尺寸的1/2~1/3浸入(600正負10)的鹽浴中,保溫10-40秒後，立即取出放入水中冷卻.以免刃部硬度受到影響.