實驗類別： 綜合實驗
院別： 機電學院
專業： 機械電子工程
班級： 10機電本
姓名學號： 2010094243039
指導教師
二0十二年六月十日
廣東技術師範學院綜合實驗報告
實驗內容和要求：
根據分組和所分配的工件有針對性地選擇有關書籍去查詢相關的資料。
1. 分析零件的工作條件及失效形式，
2. 提出零件材料的效能和要求，
3. 選擇材料及毛坯的型別，
4. 制定零件的工藝路線（確定熱處理：淬火、回火、及時間、溫度等引數）。
（二） 選擇零件的材料及制定熱處理工藝：
1. 材料及毛坯型別的選擇；
2. 熱處理工藝的制定：
1）退火
（1）完全退火工藝：
a.加熱溫度：原則上是碳鋼為：
ac3＋30～50℃，合金鋼為：ac3＋30～70℃。但在實際生產中，為加速鋼奧氏化過程，常常採用更高的溫度。
常用鋼的退火加熱溫度可查有關資料。
b.加熱速度：對於一般形狀不太複雜、尺寸不是很大的碳鋼或低合金鋼工件，加熱速度可不予以控制。
但對中、高合金鋼工件，特別是大件，則多採用低溫（≤250℃）裝爐，分割槽公升溫（即公升到一定溫度後保溫再繼續加熱）的方法。其公升溫速度在600℃以下宜控制在30～70℃/小時；高於此溫度時可控制在80～100℃/小時。
c.保溫時間：保溫時間應以保證奧氏體成分大致均勻為原則。裝爐量大時，保溫時間應適當延長。在箱式爐中退火，通常可按每mm 有效厚度保溫1.5～2.5 分鐘估算。
（2）不完全退火工藝：
a. 加熱溫度：碳鋼加熱至ac1～accm(ac1～ac3)之間。
b. 加熱速度、保溫時間與完全退火相同。
（3）球化退火工藝：按不完全退火工藝執行。
2）正火：
a. 加熱溫度：ac3 或 accm以上30～50℃。但在實際生產中，除共析鋼和過共析鋼外，一般都高於這個溫度。常用鋼的正火加熱溫度可查有關資料。
b.保溫時間：大致與完全退火相同。但當加熱溫度較高時，保溫時間可予縮短。
3）淬火：
a. 加熱溫度：ac3 或 ac1以上30～50℃。
但在實際生產中，淬火溫度往往超過上述範圍。碳鋼淬火多按ac3 或 ac1以上30～70℃進行。合金鋼的淬火溫度一般也是根據其臨界點擊定，但淬火溫度可取上限或更高一些，具體溫度可查有關資料。
b.保溫時間：按經驗公式估算：t＝αkd。
其中：t——加熱時間（分）；
α——加熱係數（分/公釐），用中溫箱式電爐時，碳鋼α＝1.0～1.5；
合金鋼α＝1.2～1.8；
k——工件裝爐時的間隙係數，實驗室條件下可取k＝1.2～2.0；
d——工件的有效厚度（公釐）。
4）回火：
a. 加熱溫度：查資料或按經驗公式確定。
如45＃鋼可參考經驗公式：回火溫度（℃）＝200＋11×（60－h）。
其中：h——要求工件具有的硬度值（hrc值）。
用於其它鋼時應作調整，此外還應避開第一類回火脆性溫度範圍。
b. 保溫時間：常按經驗公式估算：t＝αd＋b。
其中：t——加熱時間（分）；
α——加熱係數（分/公釐），用中溫箱式電爐時，取α＝2～2.5；
b——時間基數，一般為：10～20分鐘；
d——工件有效厚度（公釐）。
（三） 實施熱處理工藝。
1）制定熱處理工藝路線：
1. 黃銅接線鋼板落料凹模（cr12mov）：
下料—→鍛造—→球化退火—→機械加工—→去應力退火—→淬火—→回火—→磨模面。
2）熱處理的具體操作步驟：
1. 黃銅接線鋼板落料凹模（cr12mov）：
熱處理工序：（1）.淬火1030℃，保溫18分鐘，油冷，hrc：58～60；（4﹪硝酸酒精浸蝕時間為：15～18分鐘）。
淬火後的基體組織為：隱針馬氏體＋殘留奧氏體分辨不清，剩餘的粒狀碳化物相對較多。
熱處理工序：（2）.回火250℃，保溫45分鐘，空冷，hrc：57；（4﹪硝酸酒精浸蝕時間為：15～18分鐘）。
回火後的基體組織變黑，回火馬氏體隱約可辯，殘餘奧氏體呈白色，白色奧氏體在黑色背景下特別清晰。
試件的製作基本步驟：
（注：用砂布磨光的主要目的是要消除試件表面的變形層。）
1. 先用1＃粗砂布粗磨上下兩個面—→將試件轉過90°，再用2＃細砂布精磨上下兩個面（磨平為止）；
2. 選擇較粗的乙個面進行洛氏硬度測量（以品字形分布測量三個點取其平均值作為該試件的洛氏硬度值，並且做好記錄）；
3. 用較好的乙個面上研磨機上研磨（磨到看不見用鐵砂布磨過的痕跡，磨平為止）；
4. 用1＃金相砂布進行研磨（磨到見不到研磨機上研磨的痕跡為止）；
5. 將試件轉過90°，用2＃金相砂布繼續進行研磨（磨到見不到1＃金相砂布研磨的痕跡為止）；
6. 將試件轉過90°，用3＃金相砂布繼續進行研磨（磨到見不到2＃金相砂布研磨的痕跡為止）；
7. 將試件轉過90°，用4＃金相砂布繼續進行研磨（磨到見不到3＃金相砂布研磨的痕跡為止）；
8. 將試件轉過90°，用5＃金相砂布繼續進行研磨（磨到見不到4＃金相砂布研磨的痕跡並開始出現鏡面為止）；
9. 將試件拿到拋機上進行拋光（拋光時一定要注意安全，千萬不要擁擠、以免出現安全事故）一直拋到看不到一點痕跡，完全是光亮的鏡面為止；
10. 將試件先拿到水龍頭下沖洗，並且洗乾淨自己的雙手；
11. 用無水酒精將試件檫洗乾淨，用電吹風把試件吹乾；
12. 把試件放在4％的硝酸酒精杯中進行浸蝕，（浸蝕的時間為：1～10秒鐘，即：試樣變灰色即可）；
13. 浸蝕完的試件馬上拿到水龍頭下沖洗，並再次用無水酒精將試件檫洗乾淨，用電吹風把試件吹乾；
14. 把試件拿到金相顯微鏡上**其金相顯微組織，並電腦螢幕上對其金相顯微組織進行仔細觀察和分析。
其它各組的試件的製作方法也類似正火件的製作步驟進行。
（四） 硬度檢測：
在金屬材料機械效能測試中，硬度的測試是最常用的。因為它既不要專門加
工試樣，也不必特意破壞零件；可直接用原材料、半成品及成品作為物件進行測試。所測硬度值還可以間接說明強度與韌性的優劣。
硬度的測試方法有多種，最常用的是壓入法。根據壓頭的材料、形狀、所加試驗力及測試原理等，分別為布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。
最常用的是洛氏硬度測試方法。這裡只對洛氏硬度測試方法作簡單的介紹，詳細地請查閱《工程材料與熱處理》實驗指導書中有關硬度計使用章節。
附圖 1 洛氏硬度試驗原理
洛氏硬度測試方法是美國冶金學家洛克維爾（stanly 於2023年提出的。基本原理是用負荷將金剛石壓頭（錐角為： 120℃的圓錐體）或淬火鋼球（直徑為：
φ1.588mm）壓入被測物表層，稍加停留後解除安裝，根據壓痕深度測出硬度值。
(五)金相顯微鏡的使用：（請查閱《工程材料與熱處理》實驗指導書中有關
小型金相顯微鏡的使用的章節。
材料在熱處理前、後的金相組織結構參考示意圖：
cr12mov：
待工件完成了以上工序，我再倒回去測量其硬度。使用的是洛氏硬度測試方法，第乙個正火工件其平均硬度為40.5hrc，第二個淬火工件平均硬度為71hrc，第三個回火工件平均硬度為65hrc。
金相顯微鏡出圖如下所示：
（1）正火，平均硬度40.5
（2）淬火,平均硬度為71rc
（3）回火，平均硬度為56hrc
材料名稱：cr12mov，浸蝕劑：4﹪硝酸酒精溶液，處理情況：原材料**狀態（熱軋後退火），組織說明：基體為索氏體，其上分布有帶狀的大塊狀碳化物。
心得體會: 在這次實驗中，我學到了許多。借助外面的客觀現象分析物體本身的構造，從所得結果分析過程中存在的不足。
實踐，使我們親自驗證課堂的理論知識，加深理解、理論聯絡實際。工作中了讓我學習到很多細節性的關鍵問題，心態決定事物的成敗。
注：1、實驗報告應包含以下內容（由實驗生本人填寫）：
1）、實驗目的與任務
2）、實驗主要內容
3）、實驗心得與體會
2、字數一般不少於，可另加同規格紙張。
3、實驗指導教師評閱後，需寫出評語，並評定成績。
綜合實驗報告
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