工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告.pdf

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1、工程材料综合实验工程材料综合实验 ( (基础实验基础实验 + +钢的热处理钢的热处理) )实验报告实验报告工程材料综合实验工程材料综合实验处处理理报报告告单位：过程装备与控制工程单位：过程装备与控制工程 10-110-1 班班实验者实验者: : 侯鹏飞侯鹏飞学号学号 1004210710042107胡兴文胡兴文学号学号 1004210810042108李东升李东升学号学号 1004211010042110【实验名称】【实验名称】工程材料综合实验工程材料综合实验【实验目的】【实验目的】运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设

2、计实验方案、己设计实验方案、 独立实验并得出实验结果，独立实验并得出实验结果， 达到进一步深化课堂内达到进一步深化课堂内容，加强对工程材料课程理论的系统认识，并提高分析问题和解容，加强对工程材料课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。决问题的能力。通过做这个实验，通过做这个实验， 使学生们可以充分了解以下知识，使学生们可以充分了解以下知识， 并学并学会操作一些必要的仪器和设备：会操作一些必要的仪器和设备： 1 1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加

3、深理解成分、分、组织与性能之间的相互关系；组织与性能之间的相互关系； 3 3、了解碳钢的热处理操作；、了解碳钢的热处理操作； 4 4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；响； 5 5、观察热处理后钢的组织及其变化；、观察热处理后钢的组织及其变化； 6 6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。3 3【实验材料及设备】【实验材料及设备】1 1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等；、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、

4、研磨膏等；、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等； 3 3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢2020、中、中碳钢碳钢 45 45、高碳钢、高碳钢 T10T10）【实验内容】【实验内容】三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、 中碳钢和高碳钢，中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 1 1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）保温时间、冷却方式） 。做实

5、验前完成。做实验前完成。样样 品品加热温度加热温度20#20#88088045#45#淬火淬火 880880高温回火高温回火 600600T10T10900900保温时间保温时间25min25min淬火淬火 25min25min高温回火高温回火 25min25min30min30min冷却方式冷却方式空冷空冷水冷水冷水冷水冷2 2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。样样 品品硬硬 度度20#20#HRB50HRB5045#45#HRC20HRC20T10T10HR63HR633 3、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定

6、。 4 4、分析碳钢成分组织性能之间的关系。、分析碳钢成分组织性能之间的关系。样样 品品成分成分组织组织性能性能4 420#20#45#45#T10T10马氏体马氏体马氏体马氏体F+PF+PF+PF+P马氏体马氏体+ +奥氏体奥氏体P+FeP+Fe3 3C CII II冲压性与焊接性良好冲压性与焊接性良好经热处理后可获得良好的经热处理后可获得良好的综合机械性能综合机械性能硬度高，韧性适中硬度高，韧性适中【实验步骤】【实验步骤】1 1、观察平衡组织并测硬度：、观察平衡组织并测硬度：（1 1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀） ；（2 2）观察并拍摄显微组织；

7、）观察并拍摄显微组织；（3 3）测试硬度。）测试硬度。 2 2、进行热处理。、进行热处理。 3 3、观察热处理后的组织并测硬度：、观察热处理后的组织并测硬度：（1 1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀） ；（2 2）观察并拍摄显微组织。）观察并拍摄显微组织。【实验处理】【实验处理】1 1、三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异、三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同同；样样 品品20#20#45#45#T10T10显微组织显微组织白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体( (F+PF+P ) )灰黑色区为细片状

8、及粗片状珠光体，沿晶界析灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析出白色条状铁素体。出白色条状铁素体。( (F+PF+P ) )组织为珠光体和二次渗碳体组织为珠光体和二次渗碳体( (P+FeP+Fe3 3C CII II) )性能（硬度）性能（硬度）冲压性与焊接性良好冲压性与焊接性良好经热处理后可获得良好的经热处理后可获得良好的综合机械性能综合机械性能硬度高，韧性适中硬度高，韧性适中2 2、三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；、三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；样样 品品20#20#45#45#显微组织显微组织性能（硬度）性能（硬度）白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光

9、体白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体( (F+PF+P ) )冲压性与焊接性良好冲压性与焊接性良好灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析经热处理后可获得良好的经热处理后可获得良好的5 5T10T10出白色条状铁素体。出白色条状铁素体。( (F+PF+P ) )组织为珠光体和二次渗碳体组织为珠光体和二次渗碳体( (P+FeP+Fe3 3C CII II) )综合机械性能综合机械性能硬度高，韧性适中硬度高，韧性适中3 3、总结出碳钢成分组织性能应用之间的关系；总结出碳钢成分组织性能应用之间的关系；样样 品品20#20#45#45#T10T10成成 分分组组

10、 织织W(C)=0.20%W(C)=0.20%F+PF+PW(C)=0.45%W(C)=0.45%F+PF+PW(C)=1.0%W(C)=1.0%P P+Fe+Fe3 3C C应应 用用冲压件及焊接件，冲压件及焊接件， 经过经过冲压性与焊接性良好冲压性与焊接性良好热处理热处理( (如渗碳如渗碳) )也可以也可以制造轴，销等零件。制造轴，销等零件。经热处理后可获得良好经热处理后可获得良好齿轮，轴类，套筒等齿轮，轴类，套筒等的综合机械性能的综合机械性能钻头，刨刀，丝锥，手钻头，刨刀，丝锥，手优质钢，硬度高，韧性优质钢，硬度高，韧性锯条等刃具及冷作模锯条等刃具及冷作模适中适中具等。具等。性性 能能4

11、 4、采集出所观察显微组织示照片，并注明材料名称、含碳、采集出所观察显微组织示照片，并注明材料名称、含碳量、浸蚀剂和放大倍数，并将组成物名称以箭头引出标明；量、浸蚀剂和放大倍数，并将组成物名称以箭头引出标明；图图 1 1 工业纯铁工业纯铁 （C C）0.0218% (0.0218% ( 400400) )图图 2 2 工业纯铁工业纯铁 （C C）0.0218% (0.0218% ( 400400) )珠珠光光铁铁体体珠珠铁铁铁铁珠珠铁铁珠珠6 6图图 3 3 亚共析钢亚共析钢0.0218%0.0218% （C C）0.77%(0.77%( 400400) )图图 4 20#4 20#钢钢 （C

12、 C）=0.2%=0.2%，正火处理正火处理（加热至（加热至 900900 后空冷）后空冷） （ 400400）图图 5 5 共析钢调质处理共析钢调质处理 （C C）=0.8%=0.8% （ 400400）图）图6 6 过共析钢过共析钢0.8%0.8% （C C）2.06%2.06%（ 400400铁铁珠珠莱莱一一次次二二次次7 7珠珠共共晶晶珠珠图图 7 7 亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁2.06%2.06% （C C）4.3%4.3%（ 400400）图图 8 8 共晶白口铸铁共晶白口铸铁 （C C）=4.3%=4.3%（ 400400） 图图 9 9 过共析钢过共析钢4.34.3 （C C

13、） 6 66969（ 400400）珠珠 光光二二次次 5 5、 每个学生做一种热处理试样每个学生做一种热处理试样 （ 20 20钢、钢、 45 45钢、钢、 T10 T10 钢）钢） ，三人为一小组，三人为一小组，实验数据共享。实验数据共享。完成实验后，完成实验后，要对实验结果进行认真要对实验结果进行认真分析，进行讨论，最后写出详细的实验报告分析，进行讨论，最后写出详细的实验报告从以下几点进行分析讨论：从以下几点进行分析讨论：（1 1）三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异）三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；同；8 8（2 2）每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度

14、）的异）每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度）的异同；同；（3 3）总结出碳钢成分组织性能应用之间的关系。）总结出碳钢成分组织性能应用之间的关系。20#20#钢钢实验者：侯鹏飞实验者：侯鹏飞碳质量分数为碳质量分数为 0.20%0.20%（万分之二十）（万分之二十）的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。含碳量含碳量为为 0.20%0.20%（万分之二十）为亚共析钢，加热到（万分之二十）为亚共析钢，加热到 860860后，达到后，达到 Ac3Ac3 线线以上，铁素体转化为奥氏体，再经过空冷后，以上，铁素体转化为奥氏体，再经过空冷后，20#20#钢的过冷钢的过冷 A A 在高温在高温是将有一部分转

15、化为铁素体。是将有一部分转化为铁素体。 而且此过程属于过冷而且此过程属于过冷 A A 的高温转变，的高温转变， 有有索氏体产生。索氏体产生。在热处理前后显微组织是铁素体和珠光体。硬度较高。在热处理前后显微组织是铁素体和珠光体。硬度较高。20#20#钢钢冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理( (如如渗碳渗碳) )也可以制造轴，销等零件。也可以制造轴，销等零件。热处理方式：加热至热处理方式：加热至 880880，保温，保温 3030 分钟左右后，正火处理。分钟左右后，正火处理。得到的显微组织：得到的显微组织：P P（珠光体

16、）（珠光体）+F+F（铁素体）（铁素体） 。其中图中层片状的是。其中图中层片状的是 P P（S S）珠光体；白色块状的是）珠光体；白色块状的是 F F（铁素体）（铁素体） 。正火后，组织细化晶粒，。正火后，组织细化晶粒，使组织均匀化，提高了钢的强度，硬度与韧性。正火提高其硬度，改使组织均匀化，提高了钢的强度，硬度与韧性。正火提高其硬度，改善其切削加工性能。善其切削加工性能。其中珠光体按层间距珠光体组织习惯上分为珠光体其中珠光体按层间距珠光体组织习惯上分为珠光体 P P， 索氏体索氏体 S S、屈氏体屈氏体 T T。他们的大致形成温度及性能见表。他们的大致形成温度及性能见表 1 1。9 9组组

17、织织 表表 示示 形形成成温温度度 硬度硬度名称名称符号符号范围范围/ /珠珠 光光 P P体体索索 氏氏 S S体体屈屈 氏氏 T T体体A1A165065017017065065060060025256006005505503535200HB200HB能能分分辨辨其其片片层层的放大倍数的放大倍数 500X500X 1000X1000X 2000X2000X35HRC35HRC40HRC40HRCF F 铁素铁素P P珠珠光体光体1010实验分析与讨论：由上图可知，实验分析与讨论：由上图可知，P P（珠光体，为黑色块状）较明（珠光体，为黑色块状）较明显的可以看出；而显的可以看出；而 F F（

18、铁素体，为白色块状）显得有点黑，呈灰色。（铁素体，为白色块状）显得有点黑，呈灰色。产生该现象的原因可能是由于抛光后的过度腐蚀或使用稀硝酸腐蚀产生该现象的原因可能是由于抛光后的过度腐蚀或使用稀硝酸腐蚀不均匀导致，不均匀导致，晶面受损，晶面受损，致使不能观察到易损的珠光体组织，致使不能观察到易损的珠光体组织，并且亮并且亮度有点暗，度有点暗，不十分清晰；不十分清晰；手工磨制不够精细，手工磨制不够精细，还有可能是由于加热温还有可能是由于加热温度不够所致。度不够所致。正火作为一种常化处理，一般应用于以下方面：正火作为一种常化处理，一般应用于以下方面：1.1.作为最终热处理得到对于机械性能要求不是很高的普

19、通钢构件。作为最终热处理得到对于机械性能要求不是很高的普通钢构件。 可可以细化晶粒，使组织均匀化，从而提高钢的强度，硬度和韧性。以细化晶粒，使组织均匀化，从而提高钢的强度，硬度和韧性。2.2.最为预先热处理获得细小均匀的组织，为后面的其它处理做准备。最为预先热处理获得细小均匀的组织，为后面的其它处理做准备。3.3.改善切削加工性能，提高低碳钢的硬度，便于进行切削加。改善切削加工性能，提高低碳钢的硬度，便于进行切削加。45#45#钢钢实验者实验者: :李东升李东升含碳量为含碳量为 0.45%0.45%的优质碳素结构用钢，冷热加工性能好，硬度为的优质碳素结构用钢，冷热加工性能好，硬度为35HRC3

20、5HRC，易于切削加工，但是，易于切削加工，但是 45#45#钢淬透性较差，具有良好的加工工钢淬透性较差，具有良好的加工工艺性能。艺性能。45#45#钢经过热处理以后，可以获得良好的综合机械性能，用钢经过热处理以后，可以获得良好的综合机械性能，用来制造齿轮、轴类、套筒等零件。来制造齿轮、轴类、套筒等零件。45#45#钢的热处理：钢的热处理：1111理论分析：理论分析： 将亚共析钢淬火加热将亚共析钢淬火加热 880880到到 Ac3Ac3 线以上线以上,F,F （铁素体）（铁素体）和和 P P（珠光体）全部转变为（珠光体）全部转变为 A(A(过冷奥氏体过冷奥氏体) )，然后进行，然后进行 600

21、600高温回高温回火，火， 在高温转变区过冷奥氏体现有一部分转变为铁素体，在高温转变区过冷奥氏体现有一部分转变为铁素体，剩余的过冷剩余的过冷奥氏体再转变为珠光体型组织，最后全部转变为回火索氏体（奥氏体再转变为珠光体型组织，最后全部转变为回火索氏体（S S） 。实际处理：实际处理：4545 号钢的淬火温度大约为号钢的淬火温度大约为 880880 ，偏高的淬火温度，偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，可以使工件加热速度加快， 表面氧化减少。表面氧化减少。 为使工件的奥氏体均匀化，为使工件的奥氏体均匀化，需要需要 600600保温保温 25min25min 消除淬火应力。消除淬火应力。1212细片

22、状珠光体细片状珠光体P P条条 状状 铁铁灰黑色区为细片状及粗片状珠光体灰黑色区为细片状及粗片状珠光体(P)(P)，沿晶界析出白色条状铁素体，沿晶界析出白色条状铁素体(F)(F)试验分析：试验分析：结果分析结果分析从图中可以明显的看到黑白相间分布的从图中可以明显的看到黑白相间分布的 P P 和和 F F，经过淬火处理，经过淬火处理的的 45#45#组织细致均匀，使用性能大大改善，硬度，塑韧性明显提高。组织细致均匀，使用性能大大改善，硬度，塑韧性明显提高。图象分析图象分析 45 45 钢淬火后硬度不足，主要原因有两方面：钢淬火后硬度不足，主要原因有两方面： 45 45 钢加热温度钢加热温度偏低，

23、或保温时间不足。偏低，或保温时间不足。 在此状态下，组织中奥氏体的碳和合金元在此状态下，组织中奥氏体的碳和合金元素含量不够，素含量不够， 甚至组织中还残存着未转变的珠光体或未溶铁素体，甚至组织中还残存着未转变的珠光体或未溶铁素体，导导致致 4545 号钢淬火后硬度达不到号钢淬火后硬度达不到; ; 45 45 号钢加热温度过高，号钢加热温度过高， 或保温时间或保温时间过长，造成过长，造成 4545 号钢表面脱碳，导致硬度变低。号钢表面脱碳，导致硬度变低。131345#45#钢金相图制备的表面不够光滑，导致了在金相显微镜下观察钢金相图制备的表面不够光滑，导致了在金相显微镜下观察不太清晰不太清晰,

24、,试验时要严格控制淬火和保温时间，这对试验时要严格控制淬火和保温时间，这对 45#45#钢的硬度起钢的硬度起决定性作用，决定性作用，金相的制作比较繁琐，金相的制作比较繁琐，每个过程都要充分的研磨，每个过程都要充分的研磨，最后最后还要用酸腐蚀表面，还要用酸腐蚀表面， 表面越光滑，表面越光滑， 腐蚀的越慢，腐蚀的越慢， 要控制好腐蚀的时间，要控制好腐蚀的时间，大约为大约为 12s12s，如果抛光后的表面不够光滑，或者腐蚀时间控制的不够，如果抛光后的表面不够光滑，或者腐蚀时间控制的不够好，好， 会导致腐蚀不均匀导致，会导致腐蚀不均匀导致， 晶面受损，晶面受损， 观察不到珠光体组织，观察不到珠光体组织

25、， 因此，因此，要合理把握好每个过程，要合理把握好每个过程， 每个环节控制不好都会对结果造成一定的影每个环节控制不好都会对结果造成一定的影响。响。T10T10 钢钢实验者实验者 : :胡兴文胡兴文碳质量分数为碳质量分数为 1.00%1.00%（千分之十）的优质碳素工具钢，硬度高，（千分之十）的优质碳素工具钢，硬度高，韧性适中。热处理后为回火马氏体和残余奥氏体。韧性适中。热处理后为回火马氏体和残余奥氏体。热处理方式：淬火低温回火热处理方式：淬火低温回火黑色的粗针状马氏体和白亮的残余奥氏体，硬度为黑色的粗针状马氏体和白亮的残余奥氏体，硬度为 58.0HRC58.0HRC性能：低温回火降低了淬火应力

26、，提高了工件的韧性，减少钢性能：低温回火降低了淬火应力，提高了工件的韧性，减少钢的脆性并的脆性并 保持钢的高硬度，主要用于制造各种工具模具和冷做模具保持钢的高硬度，主要用于制造各种工具模具和冷做模具正火作为一种常化处理，一般应用于以下方面：正火作为一种常化处理，一般应用于以下方面：1 1、 作为最终热处理得到对于机械性能要求不是很高的普通作为最终热处理得到对于机械性能要求不是很高的普通钢钢构件。可以细化晶粒，使组织均匀化，从而提高钢的强度，硬度和韧构件。可以细化晶粒，使组织均匀化，从而提高钢的强度，硬度和韧性。性。2 2、最为预先热处理获得细小均匀的组织，为后面的其它处、最为预先热处理获得细小

27、均匀的组织，为后面的其它处1414理理做准备。做准备。3 3、改善切削加工性能，提高低碳钢的硬度，便于进行切削、改善切削加工性能，提高低碳钢的硬度，便于进行切削加加工。工。珠珠 光光二二次次渗渗碳碳试验分析：试验分析：结果分析结果分析T10T10 钢经过淬火低温回火处理之后，从图中可以看到经侵蚀钢经过淬火低温回火处理之后，从图中可以看到经侵蚀后的珠光体呈暗黑色，而二次渗碳体则呈现白色网状。后的珠光体呈暗黑色，而二次渗碳体则呈现白色网状。图象分析图象分析整体图像较暗，图中划痕较多。产生此现象的原因可能是由于整体图像较暗，图中划痕较多。产生此现象的原因可能是由于在侵蚀过程中用小木夹碰到了处理表面所

28、造成的；在侵蚀过程中用小木夹碰到了处理表面所造成的； 抛光后的过度腐蚀抛光后的过度腐蚀1515或使用稀硝酸腐蚀不均匀导致；还有其他人为因素。或使用稀硝酸腐蚀不均匀导致；还有其他人为因素。【实验分析】【实验分析】1.1.三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；三种材料在退火状态下显微组织和性能（硬度）的异同；样样 品品20#20#45#45#T10T10显微组织显微组织白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体白色颗粒为铁素体，黑色块状为珠光体( (F+PF+P ) )灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析灰黑色区为细片状及粗片状珠光体，沿晶界析出白色条状铁素体。出白色条状铁素体。( (F+

29、PF+P ) )组织为珠光体和二次渗碳体组织为珠光体和二次渗碳体( (P+FeP+Fe3 3C CII II) )性能（硬度）性能（硬度）冲压性与焊接性良好冲压性与焊接性良好经热处理后可获得良好的经热处理后可获得良好的综合机械性能综合机械性能硬度高，韧性适中硬度高，韧性适中2.2.每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度）的异同；每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度）的异同；每种材料在热处理前后显微组织和性能每种材料在热处理前后显微组织和性能（硬度）（硬度）如下表所示：如下表所示：样样 品品20#20#热处理前热处理前热处理后热处理后45#45#热处理前热处理前热处理后热处理后T1T1热处

30、理前热处理前0 0热处理后热处理后显显 微微 组组 织织F+PF+P回火回火 M +AM +AF+PF+P回火回火 S SP P+Fe+Fe3 3C C回火回火 MM + +A A性能（硬度）性能（硬度）HRB71HRB71HRB50HRB50HRC7.5HRC7.5HRC20HRC20HRC6.5HRC6.5HRC63HRC63由上表可以看出，由上表可以看出，2020 号钢在正火后的组织基本没有变化，号钢在正火后的组织基本没有变化，但是但是在正火后得到的是更细化的晶粒，从而提高了钢的强度硬度和韧性。在正火后得到的是更细化的晶粒，从而提高了钢的强度硬度和韧性。4545 号钢在经过淬火和高温回火

31、调质，其显微组织由以前的号钢在经过淬火和高温回火调质，其显微组织由以前的（P+FP+F） ，变成了回火索氏体，其综合机械性能最好，即强度、塑性和，变成了回火索氏体，其综合机械性能最好，即强度、塑性和韧性都比较好。韧性都比较好。T10T10 钢在经过淬火和低温回火组织由以前的珠光体和二次渗碳钢在经过淬火和低温回火组织由以前的珠光体和二次渗碳体，变为回火马氏体、残余奥氏体和二次渗碳体。低温回火后，淬火体，变为回火马氏体、残余奥氏体和二次渗碳体。低温回火后，淬火应力降低，工件韧性提高，淬火后的硬度和耐磨性高。应力降低，工件韧性提高，淬火后的硬度和耐磨性高。3 3. .总结出碳钢成分组织性能应用之间的

32、关系。总结出碳钢成分组织性能应用之间的关系。碳钢成分组织性能应用之间的关系如下表所示：碳钢成分组织性能应用之间的关系如下表所示：1616样样 品品20#20#45#45#T10T10成成 分分组组 织织W(C)=0.20%W(C)=0.20%F+PF+PW(C)=0.45%W(C)=0.45%F+PF+PW(C)=1.0%W(C)=1.0%P P+Fe+Fe3 3C C应应 用用冲压件及焊接件，经过冲压件及焊接件，经过冲压性与焊冲压性与焊 接性良接性良热处理热处理 ( (如渗碳如渗碳 ) )也可以也可以好好制造轴，销等零件。制造轴，销等零件。经热处理后经热处理后 可获得可获得良好的综合良好的综

33、合 机械性机械性齿轮，轴类，套筒等齿轮，轴类，套筒等能能钻头，刨刀，丝锥，手钻头，刨刀，丝锥，手优质钢，硬度高，韧优质钢，硬度高，韧 锯条等刃具及冷作模具锯条等刃具及冷作模具性适中性适中等。等。性性 能能2020 号钢（含碳量号钢（含碳量 0.17%0.17%0.23%0.23%）是亚共析钢，在完全退火状态）是亚共析钢，在完全退火状态下得到的组织是下得到的组织是 F+PF+P。4545 号钢（含碳量号钢（含碳量 0.42%0.42%0.50%0.50%）也是亚共析钢，在同样的状态）也是亚共析钢，在同样的状态下得到的组织是和下得到的组织是和 2020 号的一样（号的一样（F+PF+P） ，碳量的

34、增加，钢的性能也在，碳量的增加，钢的性能也在提升，所以提升，所以 4545 号钢的性能（硬度）高于号钢的性能（硬度）高于 2020 号钢。号钢。T10T10 钢钢（含碳量（含碳量 0.42%0.42%0.50%0.50%）是过共析钢。是过共析钢。退火后组织为珠光退火后组织为珠光体和二次渗碳体，其性能（硬度）较退火前有所降低，但是其塑性和体和二次渗碳体，其性能（硬度）较退火前有所降低，但是其塑性和韧性均有提高。它的性能（硬度）还是高于亚共析钢（韧性均有提高。它的性能（硬度）还是高于亚共析钢（2020、4545）的。）的。对以上内容进行分析总结可知对以上内容进行分析总结可知: : 随着碳钢含碳量的

35、增加，随着碳钢含碳量的增加， 其组织其组织的变化过程为的变化过程为 ：铁素体铁素体+ +珠光体珠光体（亚共析钢）（亚共析钢）珠光体十二次渗碳体珠光体十二次渗碳体（过共析钢）（过共析钢） 。硬度增大，塑性降低。对于强度，亚共析钢的强度随。硬度增大，塑性降低。对于强度，亚共析钢的强度随含碳量的增大而增大，含碳量的增大而增大， 过共析钢的强度随含碳量的增大而减小。过共析钢的强度随含碳量的增大而减小。 低碳低碳钢可用来制造桥梁，钢可用来制造桥梁，机械，机械，建筑物的构件。建筑物的构件。 高碳钢可用来制造量具，高碳钢可用来制造量具，刀具等。刀具等。【实验总结】【实验总结】1717通过本次实验，通过本次实

36、验， 我们熟悉了金相与热处理实验室的基本情况，我们熟悉了金相与热处理实验室的基本情况， 掌掌握了金相与热处理设备的实用，握了金相与热处理设备的实用， 学会了在显微镜下观察和分析铁碳合学会了在显微镜下观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织，金在平衡状态下的显微组织， 同时也了解了铁碳合金中的相与组织组同时也了解了铁碳合金中的相与组织组成物的本质、形态及分布特征。成物的本质、形态及分布特征。本次实验极大地锻炼了我们的动手能力。本次实验极大地锻炼了我们的动手能力。 本次实验问题最大的地本次实验问题最大的地方就是在抛光的时候技术不够娴熟，方就是在抛光的时候技术不够娴熟， 我们组的成员在抛光过程中都出我们组的成员在抛光过程中都出现了这样那样的问题。现了这样那样的问题。 但是我们并没有因此而放弃。但是我们并没有因此而放弃。 试样做好后拿到试样做好后拿到显微镜下观察，显微镜下观察， 发现效果不够好，发现效果不够好， 于是我们的组员又不怕麻烦进行返于是我们的组员又不怕麻烦进行返工，工， 这就是对知识严谨的态度和执着的追求。这就是对知识严谨的态度和执着的追求。 我想这样的精神必将伴我想这样的精神必将伴随我们一生。随我们一生。1818