1、湖 南 科 技 大 学金属材料专业综合设计题目 Cr12MoV 钢的热处理工艺设计作者 陈流坤学院 机电工程学院专业 金属材料工程学号 1103050114指导教师 崔大田二一四年六月三日目录前 言 .1一、课程设计的任务与性质 .2二、课程设计的目的 .2三、设计内容与基本要求 .2四、热处理基本知识介绍 .2五、Cr12MoV 钢的基本知识 45.1、化学成分 45.2、 主 要 特 性 及 性 能 45.3、主要用途 5六、Cr12MoV 钢热处理工艺设计过程 56.1、方案确定及材料的选择 56.2、加工工艺路线 66.3、热处理工艺流程及目的 66.4、参数确定 76.5、组织性能分
2、析 76.5.1、表层化学成分 .76.5.2 表面层组织结构分析 86.6、热处理缺陷及防止 86.7、操作应注意的问题： 10七、热处理后材料性能的检测 .107.1、硬度检测 107.2、金相检验 12八、实验设备 .13九、心得体会 .13参考文献 .140前 言 Cr12MoV 钢是从 Cr12 钢发展而来的 Cr12 型莱氏体冷作模具钢，由于成分中添加了 Mo、V，并适度降低了 C 含量，使其具有更高的淬透性、硬度高、耐磨性好、热处理变形小等优点,常用于制作承受重负荷、生产批量大、形状复杂的冷作模具。由于 Cr12MoV 钢属于莱氏体钢，钢中碳化物的形态和分布将对钢的韧性产生很大影
3、响， 因此如何改善钢中碳化物的形态和分布，从而达到提高材料韧性、降低脆性成为研究的热点之一。钢经真空热处理后，表面不氧化、脱碳，淬火变形小，表面硬度均匀，断裂韧性有一定的提高，从而使得真空热处理技术得到广泛的应用。试验分别采用球化退火和调质处理作为 Cr12MoV 钢的预备热处理，而后将材料在相同的工艺参数下进行真空热处理，研究热处理对钢的组织和性能的影响。1一、课程设计的任务与性质金属热处理原与工艺课程是一门重要的专业课程，金属材料的热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺的金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，应用热处理的
4、基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于学生解决问题、分析问题的能力。二、课程设计的目的1、课程设计属于金属热处理原理与工艺课程的延续，进一步学习掌握金属 热处理工艺设计的一般规律和方法。2、培养综合运用金属学、材料性能血、金属工艺学、金属材料热处理及结构工 艺等相关知识，进行工程设计的能力。3、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准范围的能力。4、提高技术总结及编制技术文件的能力。5、是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。三、设计内容与基本要求1、设计内容：独立完成 Cr12MoV 钢的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，材料性能检测，金相组
5、织的分析等。2、基本要求：1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。2、合理确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。3、正确利用 TTT、CCT 图等设计工具，认真进行方案分析。4、正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。5、课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。四、热处理基本知识介绍1、热处理的基本概念所谓钢的热处理，就是对于固态范围内的钢，给以不同的加热、保温和冷却，以改变它的性能的一种工艺。钢本身是一种铁碳合金，在固态范围内，随着加温和冷却
6、速度的变化，不同含碳量的钢，其金相组织发生不同的变化。不同金相组织的钢具有不同的性能。因此利用不同的加热温度和冷却速度来控制和改变钢的组织结构，便可得到不同性能的钢。例如，含碳量为 0.77%的钢称为共析钢，在 727oC 以上时为奥氏体，如果将它以缓慢的速度冷却下来，它便2转变成为珠光体。但如果用很快的速度把它冷却下来，则奥氏体转变成为马氏体。马氏体和珠光体在组织上截然不同，它们的性能差别也悬殊，如马氏体具有比珠光体高的多的硬度和耐磨性。因此，钢的热处理在钢的使用和加工中，占有十分重要的地位。2、调质钢常用的热处理概念 1、退火：是将工件加热到一定温度（根据退火类型而定）保温一定时间，然后缓
7、慢冷却（炉冷或者空冷）下来，获得接近平衡组织的一种热处理工艺方法。2、正火：将钢材或钢件加热到临界点 AC3或 Acm 以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火适用于碳钢及低、中合金钢；不适用于高合金钢。 3、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 4、回火：将经过淬火的工件加热到临界点 Ac1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺 。 5、调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。高温回火是指在 500-
8、650之间进行回火。 调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200350 之间。 3、热处理的作用机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。拒初步统计，在机床制造中，约60%70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达 70%80%，而工模具及滚动轴承，则要 100%进行热处理。总之，凡重要的零件都必须进行适当的
9、热处理才能使用。材料的热处理通常指的是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变的工艺过程。通过这个相变与再相变，材料的内部组织发生了变化，因而性能变化。例如碳素工具钢 T8 在市面上购回的经球化退火的材料其硬度仅为 20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到 6063HRC，这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火加低温回火后的回火马氏体。同一种材料热处理工艺不一样其性能差别很大。热处理工艺（或制度）选择要根据材料的成份，材料内部组织的变化依赖于材料热处理及其它热加工工艺，材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化，材料成份加工工艺组织结构3材料性能这四者相互依成的
10、关系贯穿在材料加工的全过程之中。4、热处理的基本要素：热处理工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。这三大基本要素决定了材料热处理后的组织和性能。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的第一道工序。不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。加热分为两种，一种是在临界点 A1 以下的加热，此时不发生组织变化。另一种是在 A1 以上的加热，目的是为了获得均匀的奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。保温的目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一是热处般工件越大，导热性越差，保温时间就越长。冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不
11、同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。 图 1 加热和冷却速度对钢的临界温度的影响五、Cr12MoV 钢的基本知识5.1、化学成分由表 1 可以看出,Cr12MoV 钢含有较高的 C 和相对多的 Cr,还有少量的 Mo和 V。5.2、 主 要 特 性 及 性 能4Cr12MoV 钢 具 有 淬 火 变 形 小 、 淬 透 性 好 、 耐 磨 性 高 等 特 点 ,被 广 泛 地 用 于制 造 生 产 批 量 大 、 耐 磨 性 要 求 高 、 热 处 理 变 形 量 要
12、 求 小 、 形 状 复 杂 、 负 荷 大 的模 具 。 Cr12MoV 钢 是 一 种 应 用 广 泛 的 冷 作 模 具 莱 氏 体 钢 ,组 织 中 有 大 量 共 晶 碳化 物 。 为 了 碎 化 、 细 化 共 晶 碳 化 物 ,把 粗 大 的 枝 晶 状 共 晶 碳 化 物 打 碎 、 提 高 碳化 物 分 布 的 均 匀 性 ,细 化 碳 化 物 的 粒 度 ,一 般 在 使 用 中 都 需 要 进 行 锻 造 和 预 先 热处 理 ,以 减 少 碳 化 物 的 不 均 匀 分 布 ,为 后 续 淬 火 、 回 火 提 供 优 良 的 原 始 组 织 。Cr12MoV 钢 中
13、的 主 要 碳 化 物 是 (Cr、 Fe)7C 型 碳 化 物 ,其 中 溶 有 少 量 的 Ti、 Mo和 V。 这 些 碳 化 物 在 高 温 淬 火 时 溶 于 奥 氏 体 ,增 加 钢 的 淬 透 性 。 高 温 回 火 后(500e 左 右 ),又 从 马 氏 体 中 析 出 ,产 生 二 次 硬 化 和 增 加 回 火 稳 定 性 ,从 而 使 钢 具有 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 。 此 外 ,由 于 高 温 淬 火 加 热 后 奥 氏 体 中 合 金 元 素 含 量 增 多 ,使 马 氏 体 开 始 转 变 点 Ms(见 图 1)大 大 下 降 ,使 得 淬 火 组 织
14、中 存 在 大 量 残 余 奥 氏体 ,从 而 可 以 保 证 微 小 的 体 积 变 形 。 但 这 类 钢 中 的 碳 化 物 不 均 匀 性 比 较 严 重 ,尤其 是 含 碳 较 高 的 Cr12钢 ,在 Cr12基 础 上 加 入 Mo、 V,除 了 进 一 步 提 高 钢 的 回 火稳 定 性 、 增 加 淬 透 性 以 外 ,还 能 细 化 组 织 ,改 善 韧 性 。5.3、主要用途Cr12MoV 模具钢淬透性、淬火回火后的硬度、强度、韧性比 CR12高，直径为300400mm 以下的工件可完全淬透，淬火变形小，但高温塑性较差。Cr12MoV多用于制造截面较大、形状复杂、工作负
15、荷较重的合种模具和工具。如冲孔凹模、切边模、滚边模、钢板等。 六、Cr12MoV 钢热处理工艺设计过程6.1、方案确定及材料的选择Cr12MoV 钢是广泛用于模具行业的冷作模具钢, 具有高淬透性、高耐磨性5和热处理变形小的特点, 截面在 300400 mm2 以下可完全淬透, 在 300400时仍可保持良好的硬度和耐磨性。因此适用于制造截面大、形状复杂、经受大冲击负荷的各种模具。用 Cr12MoV 钢制作的模具一般型腔结构较复杂且精度要求较高, 不能采用简单的冷加工工艺完成, 必须采用线切割方式加工。但长期以来,Cr12MoV 模具都存在比较严重的线切割开裂问题, 导致巨大的损失。针对这一问题
16、, 本文从热处理工艺方面着手, 提出了一种模具的热处理工艺,并对线切割加工后的 Cr12MoV 模具表面层质量进行分析。 6.2、加工工艺路线模具材料为 Cr12MoV, 其加工工序路线为:锻造毛坯 8603.5 h+7304 h 炉冷至 500以下出炉空冷 铣各面 磨基准面 数控铣床预加工型腔 钳工加工各固定孔、线切割工艺孔 热处理(6062 HRC) 磨削 退磁处理 线切割加工型腔 抛光 检验。经该工艺热处理后, Cr12MoV 模具的淬火硬度为 55.5 HRC, 回火硬度为 60.8 HRC, 符合 60-62 HRC 的设计要求。6.3、热处理工艺流程及目的1、预先热处理：调质齿轮坯
17、料经热变形加工后，必须经过预先热处理以降低硬度，改善切削加工性能及因锻、轧不适当所导致的晶粒粗大与带状组织，消除热变形加工时造成的组织缺陷，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。对于碳钢与合金元素含量较低的钢，其预先热处理可以采用正火或退火。正火(或完全退火）：细化晶粒，调整硬度。正火的目的是使上一道工序中产生的非正常组织( 如铁素体晶粒粗大、魏氏组织、带状组织和非铁素体+ 珠光体等产物等亚共析钢组织缺陷) , 通过结晶转变为正常组织( 对低碳钢为细小等轴铁素体+ 均匀分布的块状珠光体组织) 。因此, 对组织不正常的亚共析钢材进行正火, 是为消除其组织缺陷, 以改善其力学性能和工艺性能。2、最终
18、热处理调质处理（即淬火+高温回火以获得具有良好综合力学性能的回火索氏体组织）：调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。调质处理后得到回火索氏体。回 火索氏体(tempered sorbite)是马氏体于回火时形成的，在在光学金相显微镜 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。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。 Cr12MoV 钢调质后硬度为 55.5-60.8HRC。调质处
19、理的特点归纳如下：1） 、淬火加热：应充分考虑提高钢的淬透性，在不使奥氏体晶粒长大前提下应6选择足够高的加热温度，保温时间必须使碳及合金元素充分固溶于奥氏体中并力求奥氏体均匀化。2） 、淬火冷却：选择合适的冷却介质，保证工件淬透，又不致严重变形和开裂。对于合金调质钢可采用油冷。3） 、高温回火：要考虑防止回火脆性。碳素调质齿轮件没有第二类回火脆性，其高温回火后采用空气冷却即可。合金调质齿轮件有第二类回火脆性，其高温回火保温时间不宜过长，而且回火后应在水或油中快冷。 3、高频淬火：提高表面硬度。预备热处理改善了基体组织与渗碳体的形态、大小及分布状态，为最终热处理作组织准备，而淬火则不仅使渗碳体这
20、脆硬相消失（或部分消失） ，而且改变了钢的基体组织，获得高强度、硬度（与含碳量有关） 。碳在- Fe 中的过饱和固溶体马氏体；或在马氏体的基体上分布着细粒状的渗碳体。4、低温回火：消除淬火应力。40CrNiMoA 钢经过淬火后所获得的马氏体是高度不稳定的，淬火后试板需立即进行回火，回火保温时间为 100 min。由于钢中Mo、V 元素的加入抑制了钢的回火脆性，通常选择水冷。随着回火温度的升高，从马氏体中析出的碳化物与基体脱离共格关系后，由最初的片状或短棒状逐渐转变成细粒状; 当回火温度进一步升高，细粒状的碳化物继续聚集长大而球化，同时在整个过程中伴随着铁素体的回复和再结晶。从而在宏观上表现出强
21、度逐渐降低，韧性和塑性逐渐升高。6.4、参数确定3 次分级等温淬火（600400200）+3 次回火（520）6.5、组织性能分析6.5.1、表层化学成分7实验以经过上述热处理工艺后的 Cr12MoV 模具为研究对象 , 在 DK7750 型数控线切割机床上加工,工作液为 DX-1。线切割加工后未出现开裂现象。线切割加工后, 试验测得 Cr12MoV 模具表面熔化层相对于基体的含碳量和含钼量有所增加。其原因主要是放电时工作液中的油在高温分解后向模具中渗碳, 熔化层含钼量的增加主要来源于钼丝。同时, 线切割加工时 , 在高温下, 这些元素从基体向表面熔化层扩散也导致这样的结果。6.5.2 表面层
22、组织结构分析线切割加工后, 模具表面变质层由熔化层和热影响层组成, 其中熔化层是极不连续、极不均匀的, 且不均匀性和不连续性以及厚度随脉冲能量的增大而增加。熔化层是一层具有树枝状结晶的铸造组织, 其晶粒极为细小, 柱晶的排列方向垂直于模具表面。通过 X 射线衍射仪对 Cr12MoV 模具线切割加工表面层进行相结构分析可发现,Cr12MoV 模具表面由大量的残余奥氏体和少量的马氏体组成, 未能检测到碳化物的存在, 这说明熔化层中的碳化物非常少。6.6、热处理缺陷及防止1)、淬火显微组织过热 过热组织图从零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热，但要切当判断其过热的水平必须观察显微组织。若在 Cr
23、12MoV 钢的淬火组织中出现粗针状马氏体，则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度太高或加热保温时间太长酿成的全面过热；也可能是因原始组织带状碳化物严重，在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大，酿成的局部过热。过热的工件往往引起变形和开裂倾向大，如果承受加工或使用，也容易断裂破坏。因淬火加热温度较高，一旦加热温度失控，很容易造成过热或过烧，从而引起热处理裂纹。若淬火加热时间过长，易引起奥氏体晶粒长大，在快速冷却淬火时，沿晶界分布特征的淬火裂纹，称热淬火裂纹。过热组织包括结构钢的晶粒粗大、马氏体粗大、参与奥氏体过8多等。防止措施：为了防止过热，必须遵守加热规程，如果已造成过热，可以采取完
24、全退火或正火的方法来纠正，使晶粒重新细化。过热不严重的小件，可采用一次正火，而大件采用两次正火Ac3+(50-70 OC)。过热较严重的工件，第一次正火温度为 Ac3+（100-150 OC） ，第二次正火温度为 Ac3+(30-50OC） 。2） 、欠热淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中孕育发生超过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度降落，耐磨性急剧降低，影响寿命。防止措施：1、合理制订工艺；2、改善炉温均匀性；3、严格控制原材料及锻造组织；4、控制退火冷却速度，不宜太快。3） 、硬度偏低齿轮钢材含碳量偏低,淬火加热温度不规范,工件表面脱碳,淬火冷却不足,回火温度偏高均会导致齿轮
25、的硬度偏低。防止措施：1、选用性能稳定、冷却效果较好的淬火液；2、检查钢材的化学成分；3、调整加热淬火规范，如适度提高加热温度或延长保温时间；4、降低回火温度。4） 、调质深度不足选材不当,钢材碳量或合金量偏低,淬火规范不当均会导致调质深度不均。防止措施：根据齿轮模数和尺寸选用合适淬透性钢材；检查钢材化学成分,调整加热冷却规范,大模数齿轮采用开齿调质。 5） 、淬火裂纹零件在淬火冷却过程当中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹。造成这种裂纹的缘故有：由于淬火加热温渡太高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作外貌的原有缺陷或是钢材内部缺陷(如夹渣、严重的非金属同化物
26、、白点、缩孔残余等)在淬火时形成应力集中；严重的外貌脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序酿成的冷冲应力过大、铸造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的缘故可能是上面所说的因素的一种或多种，内应力的存在是形成9淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳征象，明显区别与铸造裂纹和材料裂纹。防治措施：1、应合理地设计零件；2、制定的热处理技术要求要合理；3、另外，在热处理生产中，对于加热介质、加热速度、保温时间、淬火方法、淬火介质等各项参数的选择和设计，是保证不引起裂纹的主要因素。6） 、表面脱碳脱碳是钢
27、在加热时表面碳含量降低的现象。脱碳的实质是钢中碳在高温下与氧和氢等发生作用生成一氧化碳。在热处理过程当中，如果是在氧化性介质中加热，外貌会发生氧化作用使零件外貌碳的质量分数削减，造成外貌脱碳。外貌脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使零件报废。防治措施：防止氧化脱碳的有效措施是采用盐浴炉、保护气氛炉、真空炉加热，如采用空气电炉或燃烧炉加热时，必须采用适当保护措施，如包套、装箱、控制炉气等。7） 、软点由于加热不足，冷却不良，淬火操作不当等缘故酿成的轴承零件外貌局部硬度不够的征象称为淬火软点。它象外貌脱碳一样可以造成外貌耐磨性和疲劳强度的严重下降。防止措施：1、使冷却速度均匀，淬火时尽量驱散气泡，
28、避免熔渣，使工件与工件之间不要紧密接触，留有间隙；2、勿使局部脱碳；3、预先热处理时，使钢中的铁素体全部溶解到奥氏体中去。6.7、操作应注意的问题：1、不同的热处理方式会导致工件呈现出不同的物理性能，所以在选择热处理方式应该综合比较其工艺特点，例如实验设备，实验所需的条件，加工出来的工件的性能；2、在满足性能要求的条件的情况下，尽可能的减少实验的步骤简化加工过程；3、减少加工过程的消耗，缩短工艺处理的时间；4、在热处理过呈中应该控制温度的变化，使温度的变化幅度在一定的范围内减少缺陷组织的生成，使成分均匀加热方式应使工件均匀受热 ，避免因为受热不均匀受热而产生的变形开裂；5、操作时应严格按照使用
29、说明，不要随意操作，避免发生危险和操作失误七、热处理后材料性能的检测7.1、硬度检测1、洛氏硬度检测 10洛氏硬度试验原理图洛氏硬度测定时需先后两次施加载荷（预载荷和主载荷），加预载荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。加预载荷后的压入深度为 h0，加主载荷后的压入深度为 h ，卸除主载荷后，压头的实际压入深度为 h 。试样弹性回复的回升高度为。即洛氏硬度就是以主载荷所引起的残留压入深度 h 来表示的。即为 h=h1h0h2。规定 0.002mm 压入深度作为一个硬度单位，用符号 HR 表示，即：HR=Kh0.002。HRA：是采用 60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用
30、于硬度极高的材料 。HRB：是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料。 HRC：是采用 150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料 。操作步骤：1) 试验前，应使用与试验硬度值相近的二等标准洛氏硬度块对硬度计进行调整。2) 试件的测试面要光洁、支撑面、试台表面和压头表面应清洁。3) 加初试验力时，即转动手轮使被测表面与压头接触后，缓缓转动手轮使被测工件慢慢上升，顶住压头，使指针指南。4) 推动主试验力扳手，加上主试验力（F2） ，28s 内加完主负荷，待指针稳定不动时，扳回主试验力扳手。5) 卸除主试验力，指针回到某一指示位置，
31、它所指的数值即为所测得的洛氏硬度值。操作要点：1) 每一试件上试验点数应不少于 4 点， （第一点不记） 。对大批量试样的检验，点数可适当减少。112) 由于洛氏硬度压痕很小，它对被测的表面粗糙度值要求较低，一般不高于 Ra1.6m。被测表面与支撑面要平整，光洁，不得带油脂，氧化皮，毛刺，铁屑等污物。3) 洛氏硬度除在平面上可测定外，对曲面和球面也可以进行检测，但必须测试其最高点，使压头受力均匀地压入试件表面。4)标尺 压头 初试验力/N主试验力/N表盘刻度 测量范围 使用范围HRA120金刚石圆锥体 98.1 490.3 黑色 6085碳化物、硬质合金、浅层表面硬化层HRB1.5875mm
32、淬硬钢球 98.1 882.6 红色 25100软钢、铜合金、铝合金、灰铸铁HRC120金刚石圆锥体 98.1 1373 黑色 2667淬火钢、调质钢、渗层表面硬化钢表 5、洛氏硬度的试验规范和硬度2、硬度检验位置的确定选择位置能够代替整个工件的力学性能或主要性能。选择上下是平行面，或者用适当的夹具使之垫成水平的面打硬度时，测试面不会引起工件产生弹性或塑性变形该选择非配合表面，或有加工余量的表面据炉型、工件大小、长度及图样要求，一个工件可能标出一个或两个以上的检验位置。一般工件长度大于 1m 的应两端检验找不到合适的硬度检测位置时，应破坏工件检查，若破坏工件（如小弹簧）仍不能检查时，需加检验试
33、样3、检验前的准备工作试样的测试表面和支承面应磨平、抛光、保持平整光洁，不得带有油垢、氧化皮、裂纹、凹坑、显著的加工痕迹以及其他污物度计在压头表面、放试件的工作台面均应保持清洁、以保证接触良好试样必须安放平稳，不可有滑动和明显的变形，并保持载荷与试样的测试面相垂直。127.2、金相检验金相检测是指对渗碳层、淬火层、心部等处的金相组织等级要求的检验。金相检验是质量分析不可或缺的重要手段。1、金相检验设备 最常用的是光学金相显微镜。其基本组成部分由物镜、目镜、照明系统，滤色片、光栏和显微镜镜架。2、金相试样的制备步骤A、取样:a、取样前先把零件的外型用画图或用照相的方法记录下来，再选取能代替零件的
34、热处理状态、缺陷的部位，做好标志。b、切割试样一般用金相砂轮切割机，操作时要向砂轮片上喷水，以防零件切口附近区域受热而使组织发生变化，B、磨光:切割取下的试样先用砂轮磨，再用有粗到细的砂纸在互相垂直的两个方向单向进行磨光，当磨光到 04 号砂纸时，即可转为抛光 C、抛光:试样抛光多采用机械抛光，即用呢料或绸料固定在抛光盘上，以7001500r/min 的转速旋转，洒以 150600 目 Cr2O3 或 Al2O3+水的混合液进行抛光。当试样如镜面一样光亮时冲洗干净进行侵蚀。D、侵蚀:对不同的材料，不同的观察目的，应选用不同的侵蚀剂和侵蚀工艺。常用来显示基体组织的大多采用体积分数为 4的硝酸酒精
35、溶液，侵蚀310s，然后立即冲洗干净，并吹干，即可在显微镜下显示清晰的组织。八、实验设备1） 箱式电阻炉2） GP25A 高频淬火炉3） 洛氏硬度计4） 金相显微镜5） 淬火水槽、油槽6） 空气循环电阻炉7） 抛光机8） 水银温度计9） 钳子、铁丝九、心得体会通过这次的课程设计，使我受益匪浅。我从中了解到要做好专业课程设计并不像我想象的那么简单，并不只是复制粘贴那么简单。首先，我熟悉了做课程设计的总体流程，为明年的毕业设计打好了基础。其次，自己从中学到了很13多关于 Cr12MoV 钢及调质钢热处理方面的知识，丰富了自己的阅历，了解了当前比较先进的热处理工艺。巩固了之前在课堂上学到的知识，尤其
36、是热处理这方面的专业知识，还有力学、材料学等方面的知识。能够很好地分析常见合金元素对于相图影响，以及材料性能的影响。再次，通过大量地查找资料，以及网上搜索，学会了获取信息的更多渠道，特别是学术论文的搜索。而且进一步提高了分析问题、处理问题能力。最后，通过此次课程设计，使我在所学的各类课程的基础上，了解到了该专业在建设工程中的地位、作用和社会需求。但是，在此次课程设计中我还存在许多不足之处：第一：比较浮躁，准备工作不充分，思维比较混乱。因为是第一次进行材料的热处理设计，所以不知道如何下手，整个过程都很没有条理性，思维不够严谨；第二：没有进行具体的实验操作，基本上靠查阅参考资料以及自己的一些理解分
37、析，使得设计不够规范，结论也不够精确，与正确结果存在一定的偏差。第三：设计、分析不够透彻，分析得还不够完整。尤其是在图表分析中，以及热处理工艺选择上上比较盲目。课程设计结束了，但是我们以后肯定还会遇到这些知识。毕竟在课堂上，我们学习到的内容还是很少的，并且由于带有很强的专业背景，热处理不是靠一段时间的冲劲能学好的。希望在以后的学习与工作中能不断巩固所学！参考文献【1】http:/ Cr12MoV 钢的热处理及组织、性能研究 刘骏曦 1, 邓莉萍 1,2, 夏凌云 1, 程志永1(1. 南昌航空大学 材料科学与工程学院 , 江西 南昌 330063; 2. 南昌航空大学 材料科学与工程研究中心,
38、 江西 南昌 330063)。【3】李卫民Cr12MoV 模具的热处理工艺典型零件热处理技术(泰州职业技术学院 机电工程系, 江苏 泰州 225300)。【4】孙 瑜Cr12MoV 钢热处理工艺研究(陕西群力无线电器材厂 ,陕西 宝鸡 721300)。【5】许天己编著.钢的热处理实用技术 化学工业出版社，第 55-80 页。【6】才鸿年，马建平编著.现代热处理手册 化学工业出版社，第 653-655 页，第 701-705 页。【7】方立新，许岚，陈云祥.钢的退火与正火 茶叶机械杂志 ，1996年第3期，第37-40页。【8】韩德伟编著.金属硬度检测技术手册（第二版） 中南大学出社,2007年6月。【9】刘宗昌等编著.金属学与热处理 化学工业出版社,2008年8月。14
