鋼的熱處理及硬度測定
實驗指導書
一、實驗內容
1、材料：20#、t10鋼試樣。
2、指導學生通過查閱相關的資料，要求學生自行設計確定熱處理工藝方案。
3、按設計方案進行熱處理。
4、指導學生正確使用洛氏硬度計進行硬度測量。
5、指導學生對熱處理工藝與硬度測量結果進行分析，完成實驗報告。
二、實驗目的及要求
本實驗的目的是要求學生在綜合應用其所學的《工程材料》和《金屬熱處理原理》的有關知識的基礎上，根據鋼的熱處理原理及硬度實驗原理，正確設計、制定碳鋼的熱處理工藝方案，利用熱處理爐進行碳鋼的熱處理，並並用洛氏硬度計檢測熱處理後的試樣硬度，分析硬度與熱處理工藝的關聯性，分析工藝的合理性。
通過實驗，使學生加深對課堂教學內容的理解，增強對熱處理原理與工藝的感性認識，掌握熱處理的基本原理和工藝基本知識，熟練使用熱處理相關儀器裝置。同時可逐步提高從事本專業科學研究實驗以及分析和解決實際工程問題的動手能力；提高學生將理論與實踐相結合的能力。
本實驗要求學生能夠並掌握查閱文獻資料進行熱處理工藝設計的能力。
要求學生了解碳鋼淬火、回火的操作方法；了解鋼在熱處理時含碳量、加熱溫度、加熱時間、冷卻速度及回火溫度等主要因素對鋼熱處理後效能的影響；明確熱處理過程中的操作注意事項；制訂熱處理工藝過程、設計操作步驟、確定工藝引數(如加熱溫度、保溫時間、冷卻速度等)；了解鋼淬火、回火後的硬度變化，建立硬度與熱處理工藝關係的感性認識；使學生具備在指定工作條件下制定熱處理工藝，以及通過熱處理實踐操作、硬度檢測等實驗過程，對相應的工藝進行初步實驗、分析的能力。為今後的學習與實踐奠定理論與實踐的基礎。
三、 實驗條件及要求
本實驗所需的儀器裝置為管式熱處理爐、箱式熱處理爐及相關配件和洛氏硬度計。準備碳鋼試樣若干。
四、 實驗設計及實施的指導
（一）實驗前的準備
1、教師的準備
教師給出熱處理所用材料牌號、主要臨界溫度，準備好待處理試樣。檢查試驗裝置的完好程度。
注意提醒學生禁止打鬧，注意安全，以免燙傷、觸電。
2、學生的準備
學生查閱相關的資料，自行設計確定熱處理工藝方案。
（二）熱處理實驗
1、 第一次實驗2學時。
實驗前要求學生複習有關內容和閱讀實驗指導書，為實驗做好理論方面的準備。教師通過講解、示範指導學生閱讀熱處理電爐使用說明書，掌握控溫儀表的使用，在教師指導下熟悉熱處理電爐的使用。熟悉硬度計的操作步驟，校準硬度計。
熟悉實驗環境；
教師指導學生切割、打磨碳鋼棒材，準備淬火試樣及其它實驗所需用品，做好進一步實驗準備。注意檢查試樣，檢測硬度的兩端面要磨平。準備制定實驗方案。
時間有富餘的同學可初步做一些淬火實驗。
2、第二次實驗2學時。
學生根據所確定的工藝方案，進行熱處理實驗。根據實驗方案進行
實驗。在洛氏硬度計上檢測待處理的碳鋼試樣硬度，了解其狀態。記下
硬度值。
將試樣放入熱處理電爐，按照試驗方案定出不同的溫度，加熱到所
定溫度後保溫足夠時間，然後出爐鹽水冷卻。
在洛氏硬度計上檢測待處理的碳鋼試樣硬度，了解其狀態。記下硬
度值。對比分析淬火前後硬度值。分析不同淬火溫度對硬度的影響。
將淬火後的試樣再次放入熱處理電爐回火，定好溫度，加熱到適當
溫度，保溫足夠時間，然後出爐空冷。
對比分析回火前後硬度值。
（三）硬度實驗
教師通過講解、示範指導學生學會洛氏硬度計的正確操作方法。
（四）結果分析
實驗完畢後，要關掉電源，收好實驗用品。教師指導學生對實驗結
果與熱處理工藝方案進行分析，完成實驗報告。
五、思考問題
含碳量、淬火溫度、冷卻方式及回火溫度與硬度的關係，它們與對碳鋼效能(硬度)的影響及硬度變化的原因。
六、實驗成績評定辦法
主要評分點：
1、 工藝方案設計：工藝是否設計合理；
2、 熱處理過程：是否按照其設計的工藝方案進行操作；
3、 硬度實驗：是否能正確使用洛氏硬度計。
4、 實驗報告：報告是否完整、準確以及規範。
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