碳钢的热处理的实验方案论证是什么意思

㈠ 热处理工艺实践方案

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。正如有些人说，机械加工是外科，热处理就是内科，代表一个国家制造业的核心竞争力。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

工艺过程

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。

冷却

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。

工艺分类

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，即热处理的“四把火”。

一、淬火

1、淬火工艺

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。

工艺过程：加热、保温、冷却。

淬火的实质：是过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织。

淬火的目的：（1）大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求；（2）通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

应用范围：淬火工艺应用最为广泛，如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。

2、淬火介质

工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质（或淬火介质）。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体，又不致引起太大的淬火应力。

常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。

● 水

水是冷却能力较强的淬火介质。

优点：来源广、价格低、成分稳定不易变质。

缺点： 冷却能力不稳定，易使工件变形或开裂。在C曲线的“鼻子”区（500～600℃左右），水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300～100℃），水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷却能力。

应用： 适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。

● 盐水和碱水

在水中加入适量的食盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力，其缺点是介质的腐蚀性大。

应用：一般情况下，盐水的浓度为10％，苛性钠水溶液的浓度为10％～15％。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60℃，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。

● 油

冷却介质一般采用矿物质油（矿物油）。如机油、变压器油和柴油等。机油一般采用10号、20号、30号机油，油的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度相应提高。

3、淬火方式

● 单液淬火

是将奥氏体化工件浸入某一种淬火介质种，一直冷却到室温的淬火操作方法。单液淬火介质有水、盐水、碱水、油及专门配制的淬火剂等。

优点：操作简单，有利于实现机械化和自动化。

缺点：冷速受介质冷却特性的限制而影响淬火质量。

应用：单液淬火对碳素钢而言只适用于形状较简单的工件。

● 双液淬火

是将奥氏体化工件先浸入一种冷却能力强的介质，在钢件还未达到该淬火介质温度之间即取出，马上浸入另一种冷却能力弱的介质中冷却，如先水后油、先水后空气等。双液淬火减少变形和开裂倾向，操作不好掌握，在应用方面有一定的局限性。

● 马氏体分级淬火

是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当的时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺，也称分级淬火。

优点：分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷，所以能有效地减少相变应力和热应力，减少淬火变形和开裂倾向。

应用：适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件，也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。

● 贝氏体等温淬火

㈡ 20号碳钢的预备热处理和理由

20号碳钢的预备热处理：正火
理由：由于20钢含碳量低，碳化物少，因此，硬度很低，切削加工时粘刀，降低加工性能，不便于进行下一道的切削加工进行，因此，20号碳钢的预备热处理考虑的是应该如何提高硬度，预备热处理的工艺中，只有退火、正火、调质处理三种，只有正火能够提高钢材硬度，故，预备热处理工艺选择正火。

㈢ 低碳钢的热处理方式有哪些

钢材常用的热处理工艺有以下几种:1.淬火
对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却(水冷或油冷)，使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火在焊接中碳钢和有些合金钢时，近缝区可能发生淬火现象而变硬，易形成冷裂纹，这是在焊接过程中要设法防止的。2.回火回火是把已淬火的工件重新加热至A1以下的某一温度，保温一段时间后置于空气中或水中冷却的一种热处理方法。回火的目的，是降低淬火钢的硬度，提高塑性和韧性并减少内应力，调整显微组织，以便获得良好的综合机械性能。按回火温度可分为低温回火(150-250℃)，中温回火(350-450℃)，高温回火(500-650℃)3.调质
某些合金钢在淬火后随即进行高温回火，这种淬火并高温回火的操作称为调质处理。4.正火
将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正火。许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。对于焊接结构，经正火后能改善焊缝质量，能消除焊缝区粗大晶粒、淬硬组织及组织不均匀等5.退火
将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀的冷却称为退火。退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。将钢加热到Ac1以下(一般为600-650℃)，保温一定时间，然后在空气中或炉中冷却即为消除应力退火，也称低温退火。消除应力退火主要用于去掉焊接结构的焊接残余应力。

㈣ 碳钢热处理实验最后所得的结论是什么

碳钢热处理实验，首先要选定原材料，确定原材料钢材的化学成分，然后设计热处理工艺，也就是确定使用方法热处理，如正火、淬火、回火或退火等等，再确定热处理工艺流程与参数，按照工艺流程与参数实施热处理过程，实验过程中要保证工艺参数的准确性，最终得到的是热处理后钢材的金相组织与性能测定结果，如果是需要得到索氏体金相，最终就要测定索氏体化率，还有钢材的力学性能如强度与伸长率等等。

㈤ 简述碳钢常规热处理的原理

正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

㈥ 4.什么是钢的热处理为什么要进行钢的热处理

热处理的作用就是提高材料的力学性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。按照热处理不同的目的，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。

01.

预备热处理

预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。

（1）退火和正火

退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。

（2）时效处理

时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。

为避免过多运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件（如座标镗床的箱体等），应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。

除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。

（3）调质

调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备，因此调质也可作为预备热处理。

由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。

02.

最终热处理

最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。

（1）淬火

淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为：下料锻造→正火（退火）→粗加工→调质→半精加工→表面淬火→精加工。

（2）渗碳淬火

渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在0.5~2mm之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。其工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗、半精加工→渗碳淬火→精加工。当局部渗碳零件的不渗碳部分采用加大余量后，切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进行。

（3）渗氮处理

渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过0.6~0.7mm），渗氮工序应尽量靠后安排，为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。

㈦ 简述碳钢常规热处理的原理

1.45钢属亚共析钢，其淬抄火温度应该在ac3以上，如果温度为达到ac3既冷却，淬火组织中必然存在两相区组织，既存在残余的铁素体组织，且铁素体组织因为过热晶粒粗大

2.45钢调质处理得到的组织是回火马氏体，t12钢球化退火得到的组织是珠光体与渗碳体，45钢硬度高于t12，且韧性也更好

㈧ 碳钢的热处理

一、 实验目的
1. 了解碳钢的基本热处理工艺方法
2. 研究冷却条件与钢性能的关系
3. 分析淬火和回火温度对钢性能的影响
二、 实验设备和试件
1. 实验设备：SX-10M-2.5型箱试电阻炉
2. 试件：45钢、30钢及T8钢试件各一件
3. 45钢淬火后的试件三件
三、 实验原理
热处理是一种重要的金属加工工艺方法，目的是提高钢的性能(使用性能和工艺性能)。钢的热处理的工艺特点是，将钢加热到一定的温度，保温一定的时间，然后以一定的冷却速度进行冷却。通过该工艺过程使钢的性能发生改变。
四、实验内容和步骤
(一) 钢的淬火热处理
淬火热处理就是把碳钢加热到AC3或者AC1以上30-50°C，保温后放到不同的冷却介质中进行快速冷却(冷却速度大于临界冷却速度)，以得到马氏体组织(M)。淬火后的组织为马氏体和残余奥氏体。
1. 淬火温度的确定
根据材料的不同，在表1中查得其临界温度AC3或者AC1，然后加上40°C，就可以得到其加热温度。
亚共析钢(45钢，30钢)：
加热温度=AC3 + 40°C
过共析钢(T10钢)：
加热温度=AC1 + 40°C
所以最终30钢的加热温度= °C + 40°C=
45钢的加热温度= °C + 40°C=
45钢的加热温度= °C + 40°C=
2. 保温时间的确定
零件随炉子加热达到所需的加热温度以后，还要进行一段时间的保温，以保证整个零件均匀充分地达到所需要的温度。显然保温时间跟工件的大小和形状有关系。
通过测量零件的尺寸，然后查表2，计算试件的保温时间。
零件的尺寸为直径二十毫米的圆柱形零件，所以30钢、45钢、T10钢的保温时间分别为：
3. 冷却介质的选择
冷却是淬火的关键工序。它直接影响淬火后的钢的性能。淬火的冷却速度要大于临界冷却速度，以获得过冷马氏体组织。同时在冷却过程中还要控制结晶过程中内应力的产生，防止变形和开裂的发生。
为了保证淬火效果，应选择合适的冷却介质和冷却方法。本实验中我们选择室温下的水作为冷却介质。
4. 工件放入炉中，设定电炉温度控制器的加热控制温度，开始加热。
5. 电炉达到设定温度后，开始保温的计时。
6. 工件出炉，快速放入水中冷却。
(二) 钢的回火热处理
钢在淬火后得到的马氏体组织硬而脆，且工件内部有很大的内应力。回火的目的是消除内应力，适当降低硬度，改善加工性能。根据不同的工艺要求，回火分为高温回火，中温回火和低温回火三种工艺方法，其温度的选择及组织性能的变化见表3。
回火的冷却方式为空冷，即工件出炉后放在室温下慢慢冷却。
1. 工件放入炉中，设定电炉温度控制器的加热控制温度，开始加热；
2.电炉达到设定温度后，开始保温的计时，保温时间为30分钟；
3. 工件出炉，放在室温下慢慢冷却。

㈨ 碳钢的热处理及组织观察实验结果

炉冷硬度最低，水冷硬度最高。

45#水冷的硬度大概是48-52HR
T8硬度应该是水冷55HR以上
=============
回火温度越高，硬度越低

㈩ 求助：碳钢丝锥的热处理工艺方案(T12A）

具体操作如下: 1)将工件用专用工装装好,装入箱式炉预热,(550正负10)保温10-20分钟.同时准备好盐浴和硝盐. 2)预热后工件装入盐浴炉中,等炉温回升至额定温度后计算保温时间. 3)保温结束,将工件淬入硝盐浴中,在额定温度下保温30-40分钟.,空冷. 4)回火:根据不同的设备计算保温时间,硝盐炉90分钟,箱式电阻炉(带空气循环)保温120分钟,空冷. 5)柄部退火:由于柄部在处理中也淬上硬度,故在完成上述工序后应对柄部进行退火.可在高频感应装置或在盐浴炉中进行,加热尺寸为柄部的1/2~1/3.在盐浴中加热是,将柄部尺寸的1/2~1/3浸入(600正负10)的盐浴中,保温10-40秒后，立即取出放入水中冷却.以免刃部硬度受到影响.