7、 三种钢在退火、正火、淬火和不同温度回火后的力 学性能
退火: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(通常是缓慢冷却,有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。 正火:又称常化,是将工件加热至Ac3或Accm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。 回火:是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度,保温一定时,然后 冷却到室温的热处理工艺。 淬火:是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上 某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临 界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温),进行马氏体(或 贝氏体),转变的热处理工艺。
0.15
0.35
0.15
表4 加热系数的确定
工件形状
相对尺寸
经验式
圆柱体
空心圆柱体
三菱柱
四棱柱
六棱柱 立方体
A=B=C
1.4
表中H是高度，D和d分别是外径和内径，A,B,C为立方体的边长
是加热时间，min H是有效厚度或直径，mm
是加热系数，min/mm
所以对于T8回火索氏体，其回火温度要500℃以上.
参考文献：
①李洪升，«材料力学实验»，大连理工大学出版社，1997 ②余永宁.《材料科学基础》.北京.高等教育出版社.2006 ③宋维锡.金属学.第二版.北京：冶金工业出版社,2008.353 ④樊东黎，徐跃明，佟晓辉.热处理技术数据手册.第二版.北京： 机械工业出版社,2006 ⑤吴承建，陈国良，强文江等，金属材料学(第2版)，冶金工业出 版社，2009
用体积密度大于1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌筑，保温层则用保温砖砌
筑骨架，然后填充蛭石粉、膨胀珍珠岩粉等组成。 非标准炉当炉温较
低时如750-800使用的炉子，也有采用轻质粘土砖+普通硅酸铝纤维毡组
成。
加热元件：通常是铁铬铝或镍铬合金丝绕成的螺旋体，布置在大
型台车炉炉膛两侧和炉底的搁砖上。炉底通常覆盖耐热钢板，也有使用
45钢 724 682 780 751 330 50 T8 730 700 — — 230 -55 40CrNi 731 660 769 702 243 —
6、 45钢，T8钢及40CrNi钢保温时间的确定
45钢是碳素结构钢，T8是碳素工具钢，40CrNi是合金结构钢。 工件加热的时间包括升温时间和保温时间，升温时间取决于工件的重 量与炉子的热容量，而保温时间取决于工件的材质 加热系数除了与成分，加热介质有关外，还与工件形状有关。
回火索氏体中的铁素体已不呈针状形态而呈等轴状。它也是马氏体
的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。此时的铁素
体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。常温下是
一种平衡组织。回火索氏体具有强度、韧性和塑性较好的综合机械
性能。
2. T8回火索氏体的热处理方案
T8回火索氏体：
淬火：加热温度 ：800～820ºC
热处理电阻炉是以电为能源，通过炉内电热元件将电能转化为热 能而加热工件的炉子。按照电阻炉的结构特点可分为箱式电阻炉、井式 电阻炉、台车式炉等。
其中，对于箱式电阻炉，按工作温度不同，可分为高温箱式电阻 炉（>1000℃）、中温箱式电阻炉（650-1000℃）和低温箱式电阻炉三 类。一般企业的箱式电阻炉通常均是中温箱式电阻炉。
2、 实验材料与设备
1. 45(Φ15mm)、40CrNi(Φ13mm)和T8(Φ16mm)钢试样； 2. 箱式加热炉； 3. 硬度计； 4. 金相显微镜及数码照相系统； 5. 磨光机及金相砂纸； 6. 抛光机及抛光液； 7. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等。
3、 箱式电阻炉的型号用途及结构
介质：锭子油或变压器油，冷却到20～40ºC，硬度60～68HRC；
温度 硬度
回火：
500℃ 550℃
35HRC 31HRC3. T8回火索氏体的热处理方案的解释
(1) T8是碳素工具钢，碳含量在0.8%左
右，其淬火温度一般在800度，盐水冷
却
(2) T8一般的介质为介质 ：锭子油或变压 器油
(3) 对于淬火温度，由于 T8钢经正常淬火后组织是：马氏体+残余奥氏体+碳化物。 淬火后经200°C温度回火后的组织是：回火马氏体+碳化物 淬火后经400°C温度回火后的组织是：回火托（屈）氏体+碳化 物 淬火后经500°C温度回火后的组织是：回火索氏体+碳化物
中温箱式电阻炉在企业主要用于工件的退火、正火、淬火（一般 主要用于调质处理的淬火）、回火和固体渗碳（目前固体渗碳已很少 用，只在一些特殊情况下使用，如油嘴的渗碳）等。
中温箱式电阻炉炉体主要由炉壳、炉衬、加热元件等组成。
炉壳一般由角钢和钢板焊接而成。
炉衬：标准炉一般均是由耐火层和保温层两层结构。耐火层一般
Cr含量 ≤0.25%
0.45～ 0.75%
45钢 T8
40CrNi
Ni含量 ≤0.30%
1.00～ 1.40%
S含量
≤0.030%
P含量
≤0.035%
Cu含量 ≤0.25%
5、 45钢，T8钢及40CrNi钢的临界点温度
表2 三种钢的临界点温度
临界点/℃
钢号
表3 空气路和盐浴炉内加热系数
炉型 钢种
温度/℃
碳结钢
空气炉
碳工钢 合结钢 合工钢
碳结钢 盐浴炉
合结钢
不同温度的加热系数(min/mm)
500～600
700～900
500～600→700 ～900
1.25
1
0.7～0.8
1.8
1.4
0.7～0.8
1.6
1.4
1.0～1.2
2
1.4
1.0～1.2
0.35
退火
淬火
钢号
温度 冷却阶段 硬度
T8
≤187 800 水—油碱 62-64
45钢
≤197 840
水—碱 58-59
40CrNi
钢号 T8 45钢 40CrNi
≤
840
200℃ 58.8 53.4 46.7
300℃ 56.8 49.1 46.3
油 回火
400℃ 45
39.6 40.1
＞53
500℃ 36.9 31.1 36.6
对于45钢：
退火：抗拉强度: ≥600 (MPa) 屈服强度: ≥355 (MPa)
延 长 率: ≥16% 断面收缩率: ≥40%
布氏硬度: ≤197
正火：强度较高，塑性和韧性尚好
淬火：水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬 火。焊接性差。
表5 三种钢不同热处理工艺后的硬度(HRC)
材料成分和热处理工艺对钢组织与性能的
影响
陈国滔 材科095 40930366 1、 实验目的
1. 了解热处理设备和几种热处理工艺的实际操作。 2. 了解材料成分、热处理工艺、组织和性能之间的关系。 3. 培养学生综合运用所学理论知识和实验技术独立分析和解决实际问 题能力。 4. 培养学生分工合作的团队意识。
600℃ 25.5 21.5 29.4
8、 T8回火索氏体的热处理工艺
1. 回火索氏体的定义及组织特征
回火索氏体是马氏体于高温回火（500℃—600℃）时形成
的，在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其
为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。
其特征是已经聚集长大了的渗碳体颗粒均匀分布在铁素体基体上，
普通钢板的。
4、 45钢，T8钢及40CrNi钢的化学成分
表1 三种钢的化学成分
45钢 T8 40CrNi
C含量
0.42～ 0.50%
0.75～ 0.84%
0.37～ 0.44%
Si含量 0.17～ 0.37%
≤0.35.50%～ 0.80%
≤0.40%
0.50～ 0.80%