实验三钢的淬透性侧定 1.实验目的及任务 淬透性是钢重要工艺性能之一，是评价钢的重要指标。因为淬透性的大小直 接影响到机械性能，特别是对于一些要求综合性能较高的机械零件，总是希望采 用淬透性好的材料来制造。所以了解和掌握淬透性的测定方法是具有实际意义 的。 (1)通过实验，掌握端淬实验方法，具体测定45钢及40Cr钢的端淬曲线 并加以比较，对淬透性的概念加深理解，及从实验所得的端淬曲线求出两种钢的 临界淬火直径。 (2)了解和分析淬火温度对T10钢淬硬层深度的影响. 2.实验步骤 (1)端淬法：（每组4人测定两种钢种45钢和40Cr或T10钢及GCr15 钢)。 ①把试样放入预先加热到规定温度（亚共析钢，Ac3+30~50℃，过共析 钢Ac1+30~50℃)的电炉中加热，到温（看颜色），保温30分钟。 ②然后用钳子钳住试样顶头（中=30)处，很快地（时间不超过5秒） 将试样放在端淬设备架子上，立即打开水龙头对试样一端（中=25）进行喷水 冷却，如图1所示。喷水过程必须仔细控制水柱的稳定性，喷水时间不得少于10 分钟，然后将试样投入水中冷却（为了固定冷却条件，规定：喷口直径12.5mm, 喷口离试样距离12.5mm,喷水柱的自由高度为65士10mm,冷却水温不超过 25℃)。 ③试样全部冷却后，在试样侧面磨出一条宽为2一5mm的平面，放在专用 夹具上进行硬度测试，专用夹具上带有刻度，每格为1.5mm处，测定一次硬度， 依次向内推进，直到硬度值稳定为止，将硬度值、淬火端距离关系划在方格纸上， 便得到所谓的端淬曲线（如图2），我们由此定性地估计出钢的淬透性高低 ④试样全部冷却后，在试样侧面磨出一条宽为2一5mm的平面，放在专用 夹具上进行硬度测试，专用夹具上带有刻度，每格为1.5mm处，测定一次硬度， 依次向内推进，直到硬度值稳定为止，将硬度值、淬火端距离关系划在方格纸上， 便得到所谓的端淬曲线（如图2），我们由此定性地估计出钢的淬透性高低， 131
131 实验三 钢的淬透性侧定 1．实验目的及任务 淬透性是钢重要工艺性能之一，是评价钢的重要指标。因为淬透性的大小直 接影响到机械性能，特别是对于一些要求综合性能较高的机械零件，总是希望采 用淬透性好的材料来制造。所以了解和掌握淬透性的测定方法是具有实际意义 的。 (1) 通过实验，掌握端淬实验方法，具体测定 45 钢及 40Cr 钢的端淬曲线 并加以比较，对淬透性的概念加深理解，及从实验所得的端淬曲线求出两种钢的 临界淬火直径。 (2) 了解和分析淬火温度对 T10 钢淬硬层深度的影响． 2. 实验步骤 (1) 端淬法：（每组 4 人测定两种钢种 45 钢和 40Cr 或 T10 钢及 GCr15 钢）。 1 把试样放入预先加热到规定温度（亚共析钢，Ac3 + 30 ～50℃，过共析 钢 Ac1+ 30～50 ℃）的电炉中加热，到温（看颜色），保温 30 分钟。 2 然后用钳子钳住试样顶头（φ＝ 30）处，很快地（时间不超过 5 秒） 将试样放在端淬设备架子上，立即打开水龙头对试样一端（φ＝ 25 ）进行喷水 冷却，如图 1 所示。喷水过程必须仔细控制水柱的稳定性，喷水时间不得少于 10 分钟，然后将试样投入水中冷却（为了固定冷却条件，规定：喷口直径 12 .5mm， 喷口离试样距离 12.5mm，喷水柱的自由高度为 65 士 10mm，冷却水温不超过 25 ℃ ）。 3 试样全部冷却后，在试样侧面磨出一条宽为 2－5mm 的平面，放在专用 夹具上进行硬度测试，专用夹具上带有刻度，每格为 1.5mm 处，测定一次硬度， 依次向内推进，直到硬度值稳定为止，将硬度值、淬火端距离关系划在方格纸上， 便得到所谓的端淬曲线（如图 2 ) ，我们由此定性地估计出钢的淬透性高低． 4 试样全部冷却后，在试样侧面磨出一条宽为 2－5mm 的平面，放在专用 夹具上进行硬度测试，专用夹具上带有刻度，每格为 1.5mm 处，测定一次硬度， 依次向内推进，直到硬度值稳定为止，将硬度值、淬火端距离关系划在方格纸上， 便得到所谓的端淬曲线（如图 2 ) ，我们由此定性地估计出钢的淬透性高低．
注：试验中应注意的问题： a.为了防止试样在加热时顶端脱碳，所以将试样放在一套筒内，筒内装有 木炭加以保护，到温取出后很快地将试样顶端的木炭屑去除干净。 b.端淬设备是自制的，比较粗糙，所以在喷淬前，将水柱高度调整好，使 水压保持稳定，并将龙头开关作好标记。 c.喷淬前将夹具擦干，不得有水，以免影响冷速。 Φ=30 1.00m 12.5 Φ12.5 水 图. 离淬火端距离 图1 图2 (2)淬火温度对淬硬层深度的影响 ①取原始组织为球化退火态的T10钢圆柱体（中20×100）；即1/2> 4,分别加热到780℃，840℃，930℃保温30分钟淬入盐水中。 ②沿试样长度1/2处割开（切割时必须用水冷，以防止回火）。取一半磨 制，用4%硝酸酒精腐蚀即可看出淬硬层与未淬硬层区域，未淬硬层部分呈黑色 (图3)。我们就可观察淬火温度对淬硬层深度的影响。（试样己由实验室制备 好)。 3.实验用仪器及试样尺寸 (1)中温电炉。 (2)端淬设备。 (3)洛氏硬度计及专用打硬度的夹具 (4)试样：端淬试样（尺寸见图4） 材料：45,40Cr,T10,GCr15 132
132 注：试验中应注意的问题： a. 为了防止试样在加热时顶端脱碳，所以将试样放在一套筒内，筒内装有 木炭加以保护，到温取出后很快地将试样顶端的木炭屑去除干净。 b. 端淬设备是自制的，比较粗糙，所以在喷淬前，将水柱高度调整好，使 水压保持稳定，并将龙头开关作好标记。 c. 喷淬前将夹具擦干，不得有水，以免影响冷速。 图 1 图 2 (2) 淬火温度对淬硬层深度的影响 1 取原始组织为球化退火态的 T10 钢圆柱体（φ20 ×100 ) ；即 1 / 2 > 4 ，分别加热到 780 ℃，840 ℃ ，930 ℃ 保温 30 分钟淬入盐水中。 2 沿试样长度 1 / 2 处割开（切割时必须用水冷，以防止回火）。取一半磨 制，用 4％硝酸酒精腐蚀即可看出淬硬层与未淬硬层区域，未淬硬层部分呈黑色 （图 3 ）。我们就可观察淬火温度对淬硬层深度的影响。（试样己由实验室制备 好）。 3. 实验用仪器及试样尺寸 (1) 中温电炉。 (2) 端淬设备。 (3) 洛氏硬度计及专用打硬度的夹具． (4) 试样：端淬试样（尺寸见图 4 ) 材料： 45, 40Cr, T10, GCr15
圆柱体：中20（淬火已由实验室作好，需用宏观及金相测量淬硬层） √淬硬层 图3 图4 4实验结果及分析 (1)端淬试样的测定硬度列入下表中。 (2)比较45#钢及4oCr,T10及GC15钢的端淬曲线，并加以分析（可参考补 充教材)，求出其临界直径。 (3)分析淬火温度对T10钢淬硬层深度的影响。 (4)试比较圆柱体与端淬法所得的结果，加以分析。 133
133 圆柱体：φ20 （淬火已由实验室作好，需用宏观及金相测量淬硬层） 图 3 图 4 4 实验结果及分析 (1) 端淬试样的测定硬度列入下表中。 (2) 比较 45# 钢及 4oCr , T10 及 GCrl5 钢的端淬曲线，并加以分析（可参考补 充教材），求出其临界直径。 (3) 分析淬火温度对 T10 钢淬硬层深度的影响。 (4) 试比较圆柱体与端淬法所得的结果，并加以分析