金相实验报告篇一：金相实验报告广州大学机械与电气工程学院课程报告报告题目: 金相实验报告专业班级:机械111姓名:邓永明学号: 1107XX14组别：第六组指导老师:胡一丹完成日期: XX.10.18一. 热处理工艺分析1. 正火（1）工艺内容：正火(英文名称：normalizing)，又称常化，是将工件加热至Ac3(A是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。

其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。

根本目的是去除材料的内应力、降低材料的硬度为接下来的加工做准备。

（2）工艺特点：正火主要用于钢铁工件。

一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。

有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。

与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。

钢正火后的硬度比退火高。

正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。

对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。

对含碳量为0.25～0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。

对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。

高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。

正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。

另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。

对于形状复杂的重要锻件，在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。

正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。

（3）应用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。

②用于中碳钢，可代替调质处理(淬火+高温回火）作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。

③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。

④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。

⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。

⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。

⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。

2. 退火（1）工艺内容：退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。

目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的。

退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。

还有一些专用退火方法，如不锈耐酸钢稳定化退火；软磁合金磁场退火；硅钢片氢气退火；可锻铸铁可锻化退火等。

（2）工艺特点：(1)降低硬度，改善切削加工性.(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

(4)均匀材料组织和成分，改善材料性能。

（3）应用范围：在生产中，退火工艺应用很广泛。

根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。

①完全退火：用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。

将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30～50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。

②球化退火：用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。

将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。

③等温退火：用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。

一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。

④再结晶退火：用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。

加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50～150℃，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。

⑤石墨化退火：用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。

工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。

⑥扩散退火：用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。

方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。

⑦去应力退火：用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。

对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100～200℃，保温后在空气中冷却，即可消除内应力。

2. 淬火（1）工艺内容：将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。

常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。

淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。

通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。

另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。

淬火工艺主要用于钢件。

常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。

随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。

与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。

淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。

为此必须选择合适的冷却方法。

根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。

（2）工艺特点：使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，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、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。

也可以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。

（3）应用范围：淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。

机械中重要零件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。

为满足各种零件千差万别的技术要求，发展了各种淬火工艺。

如，按接受处理的部位，有整体、局部淬火和表面淬火；按加热时相变是否完全，有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢，该法又称亚临界淬火)；按冷却时相变的内容，有分级淬火，等温淬火和欠速淬火等。

二. 实验步骤与制样方法1. 取材：分别经过淬火、退火、正火热处理加工过#45钢各一块、粗糙程度不同的的砂纸六张（五张湿用一张干用）、牙膏适量（抛光时作润滑用）、适量稀硝酸溶液实验仪器：洛氏硬度计水磨抛光机电吹风金相显微镜2. 制样：（1）分别将三块#45钢在干用砂纸上打磨，分别把上下两表面的氧化皮抹掉直至出现较为光亮的平面（打磨时只能朝其中一个方向移动而不是来回移动）。

（2）用洛氏硬度计在其中一个光亮的平面上测量硬度，选择不同的点测量三次并记录好数据。

（3）测量好硬度之后，先使用最粗糙的一张砂纸对#45钢的另外一个平面进行打磨，打磨时同样只能朝一个方向移动，可以加适量水降低温度，打磨至平面上的磨痕全部朝同一个方向。

然后换粗糙程度低一级的砂纸对#45钢试样继续进行打磨，打磨的方向在原来的方向上旋转90度，即垂直于磨痕方向。

重复上述操作，直至在粗糙程度最低的一张砂纸上打磨至较为光滑没有明显划痕即可。

（4）将刚才打磨好的光滑平面放到抛光机上打磨，打磨前可以先在抛光机的打磨平面上涂上牙膏层，打磨时#45钢试样应在打磨平面上不断重复画“8”字移动，且适时要在打磨平面上滴水降低温度。

抛光时间根据热处理工艺的不同而不同，直至将该试样平面抛至像镜子一样光亮且没有划痕即可。

（5）将打磨好的#45钢试样用电吹风吹干，然后在刚才打磨好的平面上滴上适量的稀硝酸溶液，稀硝酸溶液应覆盖整个打磨表面。

待腐蚀完毕后迅速冲洗干净然后吹干。

3. 拍照：把加工好的#45钢式样用金相显微镜观察并拍下照片。

篇二：金相实验报告实验报告范本实验一金属材料显微分析的基本方法一、实验目的：????? 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则；掌握金相显微试样制备的基本操作方法。

通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织；了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。

二、实验概述：? 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法。

1.金相显微镜的构造、原理及使用；2.金相显微试样的制备方法。

为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。

? 金相试样的制备过程主要步骤有：? 本实验金相试样制备过程的步骤如下:3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织分析各种相组分和组织组成物的特征碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体显微组织。

右图为单相组织和双相组织的显微组织图实验概述：三、实验设备及材料? 金相分析实验使用的主要仪器设备有：光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。

? 实验材料有：低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精，脱脂棉等。

实验一金属的显微分析法? 实验内容及步骤? 实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；? 听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操作规程；? 由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过程的操作，直至制成合格的金相试样；? 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征，并用摄像机拍照存盘。