材料改性工藝實(shí)踐

1、材料改性工藝實(shí)踐 題 目：60Si2Mn端淬實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導(dǎo)老師：摘要：通過對60Si2Mn的端淬實(shí)驗(yàn)，將淬火后的試樣進(jìn)行打磨后在洛氏硬度計(jì)上測硬度值，并將熱處理后的試樣進(jìn)行切割，磨制，拋光，腐蝕，在蔡司顯微鏡上拍下其不同位置的組織圖片，分析淬火加熱溫度對鋼淬火后性能的影響，實(shí)驗(yàn)表明：末端的冷卻速度最大，其組織為馬氏體，隨后為屈氏體，再逐漸過渡到原始組織，其硬度也相應(yīng)逐漸降低。關(guān)鍵字：端淬；硬度；組織；性能前言：金屬材料通過不同加熱、保溫和冷卻方式使其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化以達(dá)到改善加工工藝性能和強(qiáng)化力學(xué)性能的目的。本實(shí)驗(yàn)對60si2mn進(jìn)行端淬實(shí)驗(yàn)，分

2、析組織和性能關(guān)系，揭示現(xiàn)象本質(zhì)為更深入分析材料所具有的潛在的綜合機(jī)械性能，充分發(fā)揮材料使用性能。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉鋼的淬透性及測定方法2、研究鋼的含碳量、奧氏體化溫度對淬透性的影響3、研究不同冷卻速度對碳鋼、合金鋼組織的影響二、實(shí)驗(yàn)原理：試樣運(yùn)用末端淬火法進(jìn)行淬火，其原理為：將鋼的標(biāo)準(zhǔn)試樣（25×100mm）在自動控溫箱式熱處理爐加熱到860 后，迅速放入末端淬火試驗(yàn)機(jī)的冷卻孔中，對試樣的末端噴水冷卻。規(guī)定噴水管內(nèi)徑為12.5mm，噴水口距式樣端部為12.5mm，其示意圖如圖1所示。由于試樣僅末端淬火，所以整個(gè)圓柱沿長度方向由下而上冷卻速度逐漸減小，故試樣經(jīng)末端淬火的組織馬氏體貝

3、氏體屈氏體原始組織，其硬度也相應(yīng)逐漸降低。三、試驗(yàn)方法：圖1 末端淬火法示意圖3.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備試樣為25×100mm的60Si2Mn鋼件，離試樣35mm處是直徑為2830mm，以供淬火懸掛使用。實(shí)驗(yàn)設(shè)備為：箱式電阻爐，端淬機(jī)，金相試樣切割機(jī)，臺式砂輪機(jī)，砂紙，R（D）150A1洛氏硬度計(jì)，金相試樣拋光機(jī)，Axovert25蔡司顯微鏡。3.2加熱將60Si2Mn試樣放入箱式電阻爐中，加熱溫度為860，加熱1小時(shí)，保溫180分鐘后，用長柄鉗子取出，進(jìn)行端部淬火。3.3制樣與磨樣淬火完成后，將試樣距淬火端部50mm處用切割機(jī)進(jìn)行切割，切割完成后將帶有淬火端部的50mm試樣用砂輪機(jī)沿圓柱

4、表面縱向相對的兩邊各磨去0.20.5mm的深度，然后經(jīng)砂紙研磨，以獲得相互平行的兩個(gè)平面，以獲得平面，便于測定硬度。試樣在切割與磨制過程中要進(jìn)行冷卻，以免試樣產(chǎn)生回火而影響硬度的測量。3.4測量硬度值利用洛氏硬度計(jì)用來測量其洛氏硬度值。將試樣放在“V”型試樣臺上，沿試樣磨制平面的中心線進(jìn)行測量，由試樣水冷端（即末端起），每隔1.5mm測量一次，當(dāng)硬度值下降趨平穩(wěn)時(shí)，可每隔3mm測量一次。一般測量至離水冷端3040mm即可。本次實(shí)驗(yàn)試樣60Si2Mn的硬度值數(shù)據(jù)如表1所示，硬度曲線如圖2所示。值數(shù)據(jù)如表1所示，硬度曲線如圖2所示。距水冷端距離（mm）1.53.04.56.07.5910.513.

5、516.519.5硬度值(HRC)試驗(yàn)材料55.755955.5556.553.550.543.7537.7537.53260Si2Mn距水冷端距離（mm）22.525.528.531.534.537.540.543.546.549.5硬度值(HRC)試驗(yàn)材料29.531.52931.53229.7529.252827.52760Si2Mn 3.5磨樣 使用4道粗細(xì)不同的砂紙進(jìn)行細(xì)磨，需要從粗到細(xì)的不同金相砂紙的磨制，把他們逐漸減輕，為進(jìn)一步拋光做準(zhǔn)備。砂紙應(yīng)放在玻璃板上，依次用120，240，400，600進(jìn)行磨制，每更換一道砂紙?jiān)嚇討?yīng)轉(zhuǎn)到90°，并使前一道的磨痕徹底去除。3.6拋

6、光 拋光目的是消除試樣磨制時(shí)在磨面上留下的細(xì)微磨痕，得到平整、光亮、無痕的鏡面。理想的拋光面應(yīng)是平整、光亮、無痕、無浮賺、無蝕坑、無全屬擾亂層， 拋光原理為：拋光時(shí)由拋光微粉與磨面間的相對機(jī)械作用面使磨面拋光，其主要作用有： 3.7腐蝕 組織顯示：由于金屬中合金成分和組織的不同，造成腐蝕能力的差異，腐蝕后使各組織間、晶界和晶內(nèi)產(chǎn)生一定的襯度，金屬組織得以顯示。常用的金相組織顯示方法有： (1）化學(xué)浸蝕法；(2）電解浸蝕法；（本實(shí)驗(yàn)用4硝酸酒精腐蝕）。 3.8 60Si2Mn60Si2Mn彈簧鋼是應(yīng)用廣泛的硅錳彈簧鋼，強(qiáng)度、彈性和淬透性較55Si2Mn稍高。60Si2Mn彈簧鋼適于鐵道車輛、汽車拖拉機(jī)工業(yè)上制作承受較大負(fù)荷的扁形彈簧或線徑在30mm以下的螺旋彈簧、也適于制作工作溫度在250 以下非腐蝕介質(zhì)中耐熱彈簧以及承受交變負(fù)荷及在高應(yīng)力下工作的大型重要卷制彈簧以及汽車減震系統(tǒng)等。 圖一 （距淬火端1.5mm） 圖二 (距淬火端10.5mm)圖三 (距淬火端16.5mm) 圖四(距催火端49mm)圖一為端淬火后1.5mm，端部硬度HRC60以上，出來的是馬氏體，組織晶粒細(xì)小所以硬度較大。圖二為距淬火端10.5mm，硬度HRC45左右，出現(xiàn)少量貝氏體組織，組織晶粒開始變大。圖三為距火端34.5mm,硬度HRC35左右，過渡到屈氏體組織碳化物。圖四為距火端49