经验公式确定钢的热处理温度

钢的热处理工艺设计经验公式

------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------

1 钢的热处理

正火加热时间

加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s);

D使工件有效厚度（mm）；

K是加热时间系数（s/mm）。

K值的经验数据见表1。

表1 K值的经验数据

正火加热温度

根据钢的相变临界点选择正火加热温度

低碳钢：T=Ac

+（100～150℃）（2）

3

+（50～100℃）（3）中碳钢：T=Ac

3

+（30～50℃）（4）高碳钢：T=A

Cm

+（30～80℃）（5）亚共析钢：T=Ac

3

+（30～50℃）（6）共析钢及过共析钢：T=A

Cm

淬火加热时间

为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式：

t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）；

a —到达淬火温度的加热系数（min/mm ）；

b —到达预热温度的加热系数（min/mm ）；

c —

到达二次预热温度的加热系数（min/mm ）；

K —装炉修正系数；

D ︱--工件的有效厚度（mm ）。

在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a 多采用1～mm ；b 为～2min/mm （高速钢及合金钢一次预热a=～；b=～；二次预热a=～；b=～；c=～），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a 约为～20秒/毫米，系数b 不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K 的经验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K

淬火加热温度

按常规工艺,

亚共析钢的淬火加热温度为Ac 3＋（30～50℃）； （10）

共析和过共析钢为Ac 1＋（30～50℃）； （11）

合金钢的淬火加热温度常选用Ac 1

（或Ac 3）＋（50～100℃） （12） 回火加热时间

对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：

t=aD+b （13）

式中t—回火保温时间（min）；

D—工件有效尺寸；（mm）；

a—加热系数（min/mm）；

b—附加时间，一般为10～20分钟。

盐浴的加热系数为～mm；铅浴的加热系数为～mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为～mm；箱式电炉加热系数为2～mm。

回火加热温度

钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：

钢的回火温度的估算,

T=200+k(60-x) （14）式中: x —回火后硬度值,HRC；

k—待定系数,对于45钢,x>30,k =11；x≤30,k=12。

大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果——硬度值或力学性能相同。因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态(回火1h)时方可使用，实际生产应用受到限制.

为了解决上述问题，将有关因素均定量表达，文献中导出如下回火公式：(1)在200～40O℃范围：

HV=640-(T-20)×+×366+( T-200)×（15）

(2)在400～600℃范围:

HV=×103/T-(1gt一×(T-400)×（16）

式中T--回火温度℃

t--回火时间，min

对比可以看出影响回火效果的主要因素是T和t能较好,较真实地反映出实际工艺参数的影响，定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。

2 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算

2.1 A

C1和A

C3

温度的经验公式

A C1和A

C3

分别表示在加热过程中组织开始转变为奥氏体和全部转变为奥氏

体时的温度，它们对钢的热处理工艺的制定以及新材料和新工艺的设计都具有重

要意义。因此，对A

C1和A

C3

的预测具有较大的理论和应用价值。Andrews搜集了

英，德，法，美等国家的资料通过对大量试验数据进行回归分析，获得了根据钢

的化学成分计算A

C1和A

C3

温度的经验公式：

A

C3

(℃)=910 - 203C1/ 2- + + 104V + + (17)

A

C1

(℃)=723–– + 29Si + + 290As + (18)

式中的元素符号代表其含量 (质量分数，wt%，下同) ，适用钢的成分范围为：

≤0.6C, ≤, ≤5Cr , ≤5Ni , ≤。公式(1)～(2)表达了钢的A

C1和A

C3

与化学

成分之间的关系，其优点是形式简明、直观，便于应用。

钢奥氏体化后冷却时,奥氏体开始转变为马氏体的温度Ms（℃）

Ms=550-350C-40Mn-35V-20Cr-17Ni-Cu-10Mo-5W+15Co+30Al+0Si （19) Ms=561-474C-33Mn-17Cr-17Ni-21Mo (20)式(19),(20)适用于中低碳钢。

Ms=-423C (21)

式(21)适用于%≤C≤%,%≤Mn ≤%,%≤Si ≤% ,

0≤Ni≤%,0≤Cr≤% ,0≤Mo≤%。

注意 ,上述 Ms点的计算公式主要用于亚共析钢;对于过共析钢,由于淬火加热温度对奥氏体的成分影响较大,故根据钢的成分来计算Ms点是没有意义的。

Ms=++33+28

+1677 (22)

式(22)适用于SUS类不锈钢(日本)。

奥氏体转变为马氏体(M)的终了温度Mf(℃)

Mf点根据不同的马氏体转变量的计算公式:

Mf=(100%M)=Ms-(215±15) (23) Mf=(90%M)=Ms-(103±12) (24) Mf=(50%M)=Ms-(47±9) (25)

Mf=(10%M)=Ms-(10±3) (26)贝氏体组织开始转变的温Bs(℃)

Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo (27)钢的再结晶温度TR(K)

TR= (28)

式中: Tm—钢的熔点温度,K。

3 钢在空气炉中加热时间(考虑节能)的计算

按工件形状确定加热时间t(min)

t = kiw (29)式中:ki—形状系数,k圆柱=1/6～1/9,k板=1/3～1/6,

k薄壁管=(δ/D<1/4)=1/4～1/5,k厚壁管(δ/D>1/ 4) = 1/2～1/4 ;

w—形状特征尺寸,直径、板厚或壁厚,mm。

按实际装炉量确定加热时间t(min)

t=～∑Gw (30)

式中:∑Gw—装炉工件总重量,kg。

式(30)适用于45kW箱式电炉加热。

4 钢的临界冷却速度的计算

钢在油中淬火时心部得到马氏体的临界冷却速度νM(℃/h)

logνM=-4.62C+++++ (31)

式中: PA—奥氏体化参数(加热时间×加热温度,此处加热时间为1h)。

钢在油中淬火时心部得到贝氏体的临界冷却速度νB(℃/h)

logνB=-3.80C+++++ (32)

钢在油中淬火时心部得到珠光体-铁素体混合物的临界冷却速度

νPF(℃/h)

logνPF=-0.43C+++++ (33)

钢在油中淬火时心部得到50%马氏体+50%贝氏体的临界冷却速度

ν50MB(℃/h)

logν50MB=-4.13C+++++ (34)

式(31)～(34)适用条件:C≤%,Mn≤%,Ni≤%,Cr≤% ,

Mo≤% ,Mn+Ni+Cr+Mo≤%。

5 钢的淬火冷却时间的计算

钢预冷淬火时空气预冷时间ty(s)

ty=12+(3～4)D (35)式中:D—淬火工件危险截面厚度,mm。

钢Ms 点上分级冷却时间tf(s)

tf=30+5D （36）

6 钢的淬火硬度的计算

钢终端淬火试验时,距试样顶端4～40 mm范围内各点硬度H4～40 (HRC) =88C 1/2C2+19Cr1/2+ 1/2+16Mn 1/2+35Mo 1/2

H

4～40

+5Si 1/2-0.82G-20E 1/2+ (37)

式中: E—到顶端距离,mm;

G—奥氏体晶粒度。

钢的最高淬火硬度,即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh(HRC)

Hh=30+50C (38)钢的临界淬火硬度,即淬火钢获得50%马氏体时的硬度Hl(HRC)

Hl=24+40C (39)钢淬火组织为马氏体时的硬度HVM

HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logνM (40)钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVB

HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo

+logνB(89+54C-55Si-22Mn- 10Ni-20Cr-33Mo) (41)钢淬火组织为珠光体- 铁素体的硬度HVPF

HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo

+logνPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) (42)式(40)～(42)适用条件同式(31)～(33)。

7 钢回火后硬度的计算

钢淬火组织为马氏体时的回火硬度HVM

HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V

+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) (43)式中: PB—回火参数(回火温度×回火时间,此处加热时间为1h)。

钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度HVB

HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+

(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V) (44)式(42) , (43) 适用条件:C≤% ,Mn≤%,Si≤%,Cr≤%,

Mo≤%,Ni≤%,V≤%,Mn+Ni+Cr+Mo≤%。

钢回火后硬度回归方程

HRC=0.66CM (45)

式中: T—回火温度, ℃;

CM—钢的含碳量或碳当量,%;

CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+（Ni+Cu）/15 (46) 45钢回火后硬度回归方程

HV=640-(T-200) +(T-200)(logt- (47)

20≤T≤400

HV=×104/T- -(T-400) (48)

400≤T≤600

式中: t—回火时间,min。

8 钢的回火温度的估算(适用于碳素钢)

T=200+k(60-x) (49)式中: x—回火后硬度值,HRC;

k—待定系数,对于45钢,x>30,k=11;x≤30,k=12。

9钢的力学性能的换算

切削性能

M=（50）

T=（51）

M是扭矩，T是轴向推力，t是进给量，D为钻头直径，HB是布氏硬度。

抗拉强度 b×MPa)与布氏硬度HB

普通碳钢及合金钢

σb≈1/3HB≈= （52）

铸铁

σb=(.030～HB (53)

灰口铸铁

σb=1/6(HB-40) (54)屈服极限σs（MPa）与抗拉强度σb（MPa）

退火状态结构钢

σs=（～）σb (55)

调质状态结构钢

σs=（～）σb (56)

（MPa）与抗拉强度σb（MPa）

对称弯曲疲劳极限σ

-1

碳钢（奥金格公式）

=±σb，σb<1200MPa (57)σ

-1

合金钢（茹科夫公式）

σ

-1

=σb+，σb>1200MPa (58)铸铁（莫尔公式）

σ

-1

=σb+ (59)

对称拉压疲劳极限σ

-1p （MPa）与对称弯曲疲劳极限σ

-1

（MPa）

普通钢

σ

-1p =σ

-1

(60)

铸铁

σ

-1p =σ

-1

(61)

剪切强度Γb（MPa）与抗拉强度σb（MPa）

退火钢及碳钢

Γb=（～）σb，σb<700MPa (62)

中高强度钢

Γb=（～）σb，σb=800～1200MPa (63)

生铁

Γb=（～）σb (64)

对称扭转疲劳极限Γ-1（MPa）与对称弯曲疲劳极限σ-1

普通钢

Γ-1=σ-1 (65)

铸铁

Γ-1=σ-1 (66)

解除疲劳极限σ

RH

(MPa) 与布氏硬度（HB）(应力循环基数为107)

σ

RH

=280(HB-25),HB>400 (67)

σ

RH

=290(HB-30),HB<400 (68)

钢的硬度换算

HRC≈HS-15 (69) HV≈HB,HB<450 (70) HS≈1/10HB+12 (71)

HB≈10HC,HB=200～600 (72)

10 由钢的化学成分估算力学性能

求屈服比（屈服极限σs/抗拉强度σb）

(1)油夜淬火调质σs/σb(﹪)

σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V (73)式中，金属元素重量百分数（﹪）适用范围：

Si≤﹪，Mn≤﹪，Cr≤﹪，Mo≤﹪，Ni≤5﹪，V≤﹪。材料适用直径在Ф150～200mmm。

(2)空气淬火调质钢σs/σb(﹪)

σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V (74)求抗拉强度σb（×MPa ）

(1)调质钢

σb=100C-100/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V (75)

适用C≤﹪，Si≤﹪，Mn≤﹪，Cr≤﹪，Ni≤5﹪，V≤2﹪。

(2)普通正火及退火钢

(76)

σb=20+100C

M (3)热轧钢

σb=27+56C

(77)

M (4)锻钢

(78)

σb=27+50C

M

(5)铸铁

(79)

σb=27+48C

M ---钢的碳当量。

式中，C

M

=[1+]C++[+(C+Mn]

C

M

+[ (80)

(6)压延状态及正火高张力钢

+ (81)σb=±(61C

M

=C+1/5Mn+1/7Si+1/7Cu+1/2Mo+1/9Cr+1/2V+1/20Ni (82) C

M

11 由钢的显微组织估算力学性能

空冷a-Fe的力学性能

(1)抗拉强度

σb=300MPa (83) (2)延伸率

δ=40﹪ (84) (3)布氏硬度

HB=90 (85)亚共析钢（退火状态）的力学性能

(1)抗拉强度(MPa)

σb=300(a-Fe﹪)+1000(P﹪)

=300(1-C/+1000(C/ (86)

式中，a-Fe﹪，P﹪---分别表示亚共析钢中的a-Fe，P组织体积百分数。(2)延伸率(﹪)

δ=40(1-C/+15(C/ (87)

(3)布氏硬度

HB=90(1-C/+280(C/ (88)

空冷珠光体﹪C)的力学性能

(1)抗拉强度

σb=1000MPa (89) (2)延伸率

δ=15﹪ (90)

(3)布氏硬度

HB=280 (91)

CCT 、TTT 相图的计算

孕育期公式为：

（1.3.1）

式中：G 为ASME 晶粒度：β为修正系数：D 为实际的扩散系数：△T 为过冷度系数，它是由实际的扩散机制所确定的实验指数：X 是转变量：T 是转变温度： τ

是孕育期。 对于马氏体：

（1.3.2）

对于铁素体：

（

1.3.3）

式中：

（1.3.4

）

⎰

-ƥ=

--X

X X q

G X X dX

T

D T X 0

3

/23/)1(22

/)1()1(2

1

),(βτMo

Cr Mn C Ms 211733474561----=⎩⎨

⎧>+--≤+-=)4.0%(0)4.0(150782)4.0%(03209103C A C C A C A Si V Mo W Cr Mn Cu Ni A 18514751012140+++++---=I RT T Mo

Cr Ni Mn G F •-∆•+++=-)

/23500ex p()(24.247.6645.16.593

2/)1(βτ

（1.3.5）

对于珠光体：

（1.3.6）

（1.3

.7）

对于贝氏体：

（1

.3.8）

（1.3.9）

（1.3.10）

上述式中：

（1.3.11）

Mo Cr Ni Si Mn C T BS 413415753558656------=I RT Mo

Cr RT T Ni Mo Mo Cr G

P •-++-•∆•••+++=-))

/37000exp(52.001.0)/27500exp(1()

(2

)

4(42.579.132/)1(βτMn Ni Cu V Mo W Cr Si A 12181455

16820267231---++++-=I RT T Mo Cr C G B '•-∆••+++=--)

/27500ex p()(210)198.31.1034.2(2

2/)1(4

βτMo

Cr Mn C Ms 211733474561----=⎰

-=-X

X X X X dX

I 0

3

/23/)1(2)1(

（1.3.13）

（1.3.1

2）

合金元素为重量百分比含量。

Mo

Cr Mn C Ms 211733474561----=]

[

⎰

-•-++++='-X

X X X X Mo Cr Ni Mn C X I 0

3

/23/)1(22)1()6.247.19.05.29.1(ex p

钢铁热处理工艺常用计算公式

钢铁热处理工艺常用计算公式 钢铁热处理工艺是指将钢铁材料在一定温度范围内进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织结构和性能的一种工艺。在热处理过程中，需要使用一些计算公式来确定处理参数，并控制加热温度、保温时间和冷却速度等关键参数。本文将介绍钢铁热处理工艺常用的计算公式。 1.加热时间计算公式： 加热时间是指钢铁材料在加热过程中所需的时间。一般情况下，加热时间与材料的质量、热容和加热速率等因素有关。加热时间的计算公式如下： T=(m×c×ΔT)/P 其中： T表示加热时间（s） m表示钢铁材料的质量（kg） c表示钢铁的比热容（J/kg·°C） ΔT表示加热温度的上升或下降值（°C） P表示加热功率（W） 2.保温时间计算公式： 保温时间是指钢铁材料在加热到设定温度后所需的时间。保温时间的计算公式如下： T=(ΔH×V)/(k×A×ΔT)

其中： T表示保温时间（s） ΔH表示材料的热容（cal/g·°C） V表示炉内的总容积（cm³） k表示热传导系数（cal/cm·s·°C） A表示钢铁材料的表面积（cm²） ΔT表示温度的上升或下降值（°C） 3.冷却速率计算公式： 冷却速率是指钢铁材料在保温结束后冷却的速度。冷却速率的计算公式如下： v=(T1-T2)/t 其中： v表示冷却速率（°C/s） T1表示初始温度（°C） T2表示结束温度（°C） t表示冷却所需的时间（s） 4.相变温度计算公式： 相变温度是指钢铁材料发生组织相变的温度。相变温度的计算公式如下：

Ac1=723-0.001×C-0.133×Mn-0.004×Si-0.157×Ni-0.294×Cr-0.234×Mo 其中： Ac1表示非均匀奥氏体开始转变为均匀奥氏体的温度（°C） C、Mn、Si、Ni、Cr、Mo分别表示钢铁中的碳、锰、硅、镍、铬和钼的含量（%） 以上是钢铁热处理工艺常用的计算公式介绍，这些公式可以帮助工程师和技术人员确定热处理参数，实现钢铁材料的理想热处理效果。在实际应用中，还需要根据具体材料和工艺要求进行调整和优化。

钢的热处理工艺设计经验公式

随着科学技术的发展，为满足机械零件越来越高的性能要求，研制和引进的新钢种日益增多。由于诸多原因，大多数生产厂家无法及时获得新钢种的有关资料数据，纷材料选择、技术设计和热处理工艺编制带来困难。解决的办法之一是进行必要的工艺试验，为此，要消耗大量的经费和时问。这对于从事单件、小批量生产的中小企业是难以办到的。经过热处理工作者的多年努力，采用试验和数理统计方法导出了许多实用的经验公式。本文收集整理出的33个公式，可在缺乏新材料的有关数据资料的情况下(只需通过理化分析得到新锕种的化学成分)估算出钢的热处理工艺参数，进行热处理工艺设计。这是建立金属热处理柔性系统(FCM)数据库的前期工作。 1 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算_1] (1)亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的 温度Ac (℃)： Ac ：908-223.7C+438 5P+30 49Si+37.92V一34.4Mn一23Ni一200(C一0 54+0．06Ni) ??(1) Ac =854—180C一14Mn+44Si一17_8Ni一1．7Cr ? ?(2) 式(1)，(2)适用于0．3％≤C≤0．6％，0≤si≤1．0％，O≤N 3．5％，0~

经验公式确定钢的热处理温度

钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理 1.1正火加热时间 加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 +（100～150℃）（2）低碳钢：T=Ac 3 中碳钢：T=Ac +（50～100℃）（3） 3 +（30～50℃）（4）高碳钢：T=A Cm 亚共析钢：T=Ac +（30～80℃）（5） 3 共析钢及过共析钢：T=A +（30～50℃）（6） Cm 1.3淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～

3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快 速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a 约为1.5～20秒 /毫米，系数b 不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间 少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K 的经 验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K 1.4 淬火加热温度 按常规工艺, 亚共析钢的淬火加热温度为Ac 3＋（30～50℃）； （10） 共析和过共析钢为Ac 1＋（30～50℃）； （11） 合金钢的淬火加热温度常选用Ac 1（或Ac 3）＋（50～100℃） （12） 1.5 回火加热时间 对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列 经验公式计算： t=aD+b （13） 式中t —回火保温时间（min ）； D —工件有效尺寸；（mm ）； a —加热系数（min/mm ）； b —附加时间，一般为10～20分钟。 盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm ；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm ； 井式回火电炉（RJJ 系列回火电炉）加热系数为1.0～1.5min/mm ；箱式电炉加热 系数为2～2.5mim/mm 。 1.6 回火加热温度 钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为： 钢的回火温度的估算, T=200+k(60-x) （14） 式中: x —回火后硬度值,HRC ； k —待定系数,对于45钢,x>30,k =11；x ≤30,k=12。

钢的热处理温度Ac1、Ac3、Ar1具体温度

钢的热处理温度Ac1、Ac3、Ar1具体温度钢的热处理温度A1、A3与Ac1、Ac3、Ar1 Acm 铁碳合金，可以查阅Fe-C相图。(铁碳相图有几条温度线---727度，1148 度，1495度)如果是合金钢，只能根据具体牌号查阅有关资料。 1. A1:在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，用A1 表示。 2. A3亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度。用A3表示。 3.Ac1:钢加热时～开始形成奥氏体的温度, 4.Ac3:亚共析钢加热时～所有铁素体均转变为奥氏体的温度; 5.Ar1:钢高温奥氏体化后冷却时～奥氏体分解为铁素体和珠光体的温度, 6.Acm:过共析钢在平衡状态下～奥氏体和渗碳体或碳化物共存的最高温度～即过共析钢的上临界点。 即一般所说的下转变温度是A1或Ac1，上转变温度是A3或Ac3或Acm。 不同化学成分，有不同的临界点

这些都是一个温度范围，根据冷却速度的不同范围可能不一样，如果缓慢加热冷却的话会接近理论值。但是理论值也根据不同的材料，C含量不同这温度都不一样。 合金含量的不同，Ac1、Ac3、Ar1......等的温度是不同，在铁碳相图你可以根据C含量找到一个大致的温度，但这个温度只能作为参考，具体的温度要经过试验才能确定下来。 可以采用膨胀法测定或者根据经验公式计算，当然经验公式可能有偏差。不同钢材受其成分影响，临界温度不同。 根据铁碳相图查找，不同种类的钢有不同的合金元素含量，也就有不同的奥氏体转变温度，大体上说是钢在加热或冷却时奥氏体转变的温度，各种钢各自的具体温度不一样。 Q245R钢:Ac1是735、Ac3是855、Ar1是680、Ar3是855. Q345R钢:Ac1是735、Ac3是863、Ar1是685、Ar3是840. 45钢为: Ac1是740、Ac3是850、Ar1是735、Ar3是785. 在完整的Fe-C和Fe-Fe3C的合金相图中，有三套曲线，以平衡状态下的相图为基点，相同材料在加热和冷却两个不同的过程中，相同相变点发生的温度是不同的，有一个滞后的作用，这是由于相变的过程都需要足够的驱动力。(比如，钢液

经验公式确定钢的热处理温度

经验公式确定钢的热处 理温度 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理 正火加热时间 加热时间t=KD （1） 式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2）中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3）高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4）亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5）共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6）淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7） t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）

t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9） 式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～mm；b 为～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=～；b=～；二次预热a=～；b=～；c=～），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K 淬火加热温度 按常规工艺, 亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）；（10）共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）；（11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）（12）

钢的热处理工艺设计经验公式

钢的热处理工艺设计经验公式 参考文献： 黄春峰.钢的力学性能及热处理工艺经验公式[J]. 金属热处理.1998，（4）：12-17 1钢的热处理 1.1正火加热时间 加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 +（100～150℃）（2）低碳钢：T=Ac 3 +（50～100℃）（3）中碳钢：T=Ac 3 高碳钢：T=A +（30～50℃）（4）Cm +（30～80℃）（5）亚共析钢：T=Ac 3 +（30～50℃）（6）共析钢及过共析钢：T=A Cm 1.3淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）；

K —装炉修正系数； D ︱--工件的有效厚度（mm ）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a 多采用1～ 1.5min/mm ；b 为1.5～2min/mm （高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b= 2.5～ 3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快 速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a 约为1.5～20秒 /毫米，系数b 不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间 少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K 的经 验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K 1.4 淬火加热温度 按常规工艺, 亚共析钢的淬火加热温度为Ac 3＋（30～50℃）； （10） 共析和过共析钢为Ac 1＋（30～50℃）； （11） 合金钢的淬火加热温度常选用Ac 1（或Ac 3）＋（50～100℃） （12） 1.5 回火加热时间 对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列 经验公式计算： t=aD+b （13） 式中t —回火保温时间（min ）； D —工件有效尺寸；（mm ）； a —加热系数（min/mm ）； b —附加时间，一般为10～20分钟。 盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm ；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm ； 井式回火电炉（RJJ 系列回火电炉）加热系数为1.0～1.5min/mm ；箱式电炉加热 系数为2～2.5mim/mm 。 1.6 回火加热温度 钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为： 钢的回火温度的估算,

焊接公式及实验

1、碳当量 国际焊接学会:CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 <0.4淬硬倾向不大 日本焊接学会：Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 Ceq《0.46%，焊接性优良；0.46-0.52%淬硬倾向逐渐明显，焊接时需要采取合适的措施；Ceq>0.52%时，淬硬倾向明显，属于较难焊接材料。 淬硬倾向较大的钢, 焊后在空气中冷却时，焊缝易出现淬硬的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大时易出现冷裂纹，焊接时需要预热，预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。与人是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。温度太低，焊缝会开裂，太高又会降低韧性，恶化劳动条件，所以确定合适的预热温度成为很重要的问题。 Rb=500MPa,Ceq=0.46 不预热 Rb=600MPa，Ceq=0.52 预热75o C Rb=700MPa, Ceq=0.52 预热75 o C Rb=800MPa，Ceq=0.62 预热150 o C 新日铁： CE IIW公式对碳钢和碳锰钢更合适，但不适用于低碳低合金钢；Pcm适于低碳低合金钢。CEN在图表法中被用作评价钢冷裂纹敏感性的尺度（当碳增加时，CEN接近CE IIW,而当碳降低时他又接近Pcm）。——用图表法确定钢焊接时的预热温度上 2、冷裂纹敏感指数：Pcm Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B 使用化学成分范围（质量分数）： C=0.07-0.22%,Si=0-0.6%,Mn=0.4-1.4%,Cu=0-0.5%,Ni=0-1.2%,Cr=0-1.2%,Mo=0-0.7%,V =0-0.12%,Nb=0-0.04%,Ti=0-0.05%,B=0-0.005%. 3、冷裂纹敏感性Pw Pw=Pcm+[H]/60+h/600或Pw=Pcm+[H]/60+R/40000 [H]:熔敷金属中扩散氢含量（ml/100g） R:焊缝拉伸拘束度 h:板厚（mm） 当Pw>0时，即有产生裂纹的可能性。 适用条件：扩散氢含量[H]=(1-5)ml/100g，h=19-50mm，线能量为17-30kJ/cm.

工程材料实验二 碳钢的热处理及硬度测试(发送)(1)

碳钢的热处理及硬度测试 一、实验目的 1、了解碳钢的热处理工艺规程，并能动手操作简单的热处理工艺。 2、分析碳钢在热处理时： 1）含碳量对淬火硬度的影响； 2）不同的冷却速度对钢的组织与性能的影响； 3）不同的回火温度对淬火钢组织和性能的影响。 3、了解金属材料的硬度测试方法。 二、预习内容 1、钢的淬火。 所谓淬火就是将钢加热到 Ac3（亚共析钢）或Ac1 (过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临），以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 （1）淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证淬火质量 的重要环节。淬火时的具体加热温度主要 取决于钢的含碳量，可根据相 图确定（如图1所示）。对亚共析钢，其加 热温度为＋30～50℃，若加热温度不 足（低于），则淬火组织中将出现铁素 体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢， 加热温度为＋30～50℃，淬火后可得 到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存 在可提高钢的硬度和耐磨性。 图1 （2）保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。

表1 碳钢在箱式电炉中加热时间的确定 3）冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢 淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大 于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在 这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的 内应力，防止变形和开裂。为此，可根据C曲 线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏 体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快 冷（即与C曲线的“鼻尖”相切），而在较低 温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。 为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方 法（如双液淬火、分级淬火等）.不同的冷却 介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差 别。各种冷却介质的特性见表2. 图2 表2几种常用淬火介质的冷却能力 2、钢的回火 钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂；一些精密的零件在使用过程中将会由于变形引起尺寸变化而失去精度，甚至开裂。因此钢淬火后必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得所需的性能。 低温回火，工件在150-250℃进行的回火，目的是保持淬火工件高的硬度和

老工程师分享：热处理加热保温时间法则(干货!)

热处理加热保温时间369法则（干货！） 本文介绍用于热处理加热时保温时间的简单计算法则——369法则，实际生产表明，该369法则的实行有助于提高产品质量、提高生产率、降低生产成本、简化工艺。该法则包括各种金属材料加热保温时的369法则，真空热处理的预热、加热、保温时的369法则，以及用于密封箱式多用炉热处理加热保温的369法则。 一、各种金属材料在空气炉中加热淬火保温的369法则 1.碳素钢和低合金钢(45#、T7、T8等) 传统的碳素钢淬火加热时间的计算公式：T=K?αD式中， T——加热时间min；K——反映装炉状况的修正系数，通常在1.0～1.3范围内选取；α——加热系数，一般在0.7～0.8min／mm；D——工件有效厚度。 在实际生产中，一般也根据经验和工件有效厚度(mm)来计算保温时间。例如某45#钢工件的有效厚度为60mm，在空气炉中加热淬火保温时间大约是炉温到温后再保温60min，即工件的每1mm有效厚度加热1min，这是对于单件加热。对于大批量生产，一炉装入很多工件，就只有根据实际经验

延长保温时间或通过窥视孔，观察工件透烧后再保温一定的时间。 经验证明，如果按照369法则，对于碳素钢，保温时间仅需原传统保温时间的30％即可。例如，对于采用箱式炉加热60mm直径的45钢工件，其保温时间公需60min×30％=20min。 2.合金结构钢(40Cr、40MnB、35CrMo)因为合金结构钢中添加了一些合金元素，在加热保温过程中为使碳化物均匀化需要一定的时间。根据369法则，合金结构钢加热的保温时间可以是原来传统保温时间的60％。例如用传统的公式计算的40Cr的保温时问如果为100min，根据369法则，新的保温时问为：100min×60％=60min。 3.高合金工具钢(9SiCr、CrWMn、Crl2MoV、W6、W8等)对于这些合金元素含量较高的钢种，合金碳化物较多，因此需要较长的保温时间，使其均匀化。369法则的保温时间是原来传统保温时间的90％。 4.特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、耐磨钢等)这些钢种的369法则可按照合金工具钢的公式计算。即以传统公式计算的加热保温时间×90％作为保温时间。 5.预热淬火对于大型工件（有效直径≥1m）调质处理的预热保温时问的369法则为即 T1=3DT2＝6DT3=9D

钢的热处理工艺设计经验公式大全

钢的热处理工艺设计经验公式大全 热处理是钢材加工过程中非常重要的一环，通过改变钢材的晶体结构和组织状态，可以提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。热处理工艺设计是确定热处理参数和过程的过程。在热处理工艺设计中，经验公式是实践经验的总结，可以作为指导设计的依据。以下是一些常用的钢的热处理工艺设计经验公式： 1.碳钢淬火温度（Tc）经验公式： Tc=727+0.33*C 其中，Tc为淬火温度（单位：摄氏度），C为碳含量（单位：百分比）。这个公式是根据碳钢的相图和强度要求推导出来的。 2.碳钢回火温度（Th）经验公式： Th=500+5*HRC-10 其中，Th为回火温度（单位：摄氏度），HRC为硬度值（单位：洛氏硬度）。这个公式是一种经验化的关系，用于估算碳钢的回火温度。 3.碳钢退火温度（Ta）经验公式： Ta=800+20*M-10*F 其中，Ta为退火温度（单位：摄氏度），M为马氏体体积分数（百分比），F为珠光体体积分数（百分比）。这个公式是根据马氏体转变的温度范围和组织形态确定的。 4.合金钢的时效温度（Ts）经验公式： Ts=Ac3+100-60*Ln(t)

其中，Ts为时效温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度），t为时效时间（单位：小时）。这个公式是用于选择合金钢的时效温度和时间。 5.不锈钢的固溶温度（Ts）经验公式： Ts=0.6*Ac1+0.4*Ac3 其中，Ts为固溶温度（单位：摄氏度），Ac1为铁素体转变温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度）。这个公式是选择不锈钢的固溶温度的经验方法。 6.复合材料的固化温度（Tc）经验公式： Tc=0.6*Tg+0.4*Tm 其中，Tc为固化温度（单位：摄氏度），Tg为玻璃化转变温度（单位：摄氏度），Tm为熔融转变温度（单位：摄氏度）。这个公式适用于选择复合材料的固化温度。

实验二.1 钢的热处理

实验三钢的热处理 一、实验目的 1. 掌握碳钢的基本热处理操作； 2. 了解含碳量、加热温度、冷却速度及回火温度等对碳钢性能(硬度)的影响。 二、实验设备及材料 1. 箱式电阻炉； 2. 控温仪表； 3. HR-150A型洛氏硬度计和HB-3000型布氏硬度计； 4. 砂纸、铁钳、水和油； 5. 45钢(Φ20×10mm)和×T12钢(Φ15×10mm)。 三、实验原理 钢的热处理主要是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种加工工艺。一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。 热处理过程中，正确选择加热温度、保温时间和冷却速度这三个基本工艺参数，是热处理产品质量的重要保证。 1. 加热温度 (1) 退火加热温度 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却的一种工艺。退火工艺按照加热温度不同分为完全退火和不完全退火。 对于完全退火，其加热温度为Ac3+(20～30)C︒。亚共析钢的退火多采用完全退火，完全退火后的组织接近于平衡组织，例如45钢的退火组织为铁素体+珠光体。 对于不完全退火，其加热温度为Ac1+(20～30)C︒。共析钢和过共析钢的退火多采用不完全退火，不完全退火后的组织为均匀分布在铁素体基体上的球状珠光体，故又称为球化退火。该工艺的目的是获得球状珠光体组织，以降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作准备。 (2) 正火加热温度 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Ac cm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。对于亚共析钢，其加热温度为Ac3+(30～50)C︒；而对于过共析钢，其加热温度为Ac cm+(30～50)C︒。与退火组织相比，由于冷却速度稍快，组织中的珠光体含量相对较多，且片层较细密，因而性能会有所改善。45钢的正火加热温度范围为840～860C ︒，正火得到的组织为索氏体+铁素体。 表1列出了几种常用碳钢的临界点温度。

经验公式确定钢的热处理温度

经验公式确定钢的热处理温度 热处理是钢材加工中非常重要的一环，通过控制温度和时间可以改变 钢材的组织结构和性能。确定适当的热处理温度是实现理想热处理效果的 关键，下面将介绍一些经验公式来确定钢的热处理温度。 经验公式一：伯特定则（Berthelot's Rule） 伯特定则是根据二级相变点之间的相对温度变化进行预测的经验公式。根据伯特定则，当二级相变点之间相对温度变化为1时，钢的热处理温度 为其固相变点温度。 伯特定则的公式如下： Austenite 开始温度 = 固相变点温度 Martensite 结束温度 = 固相变点温度 Pearlite 开始温度 = 固相变点温度 Pearlite 结束温度 = 固相变点温度+ (0.18 × 固相变点温度) 该公式适用于大多数常见的钢材类型，但对于特殊钢材（如合金钢） 可能需要考虑其他因素。 经验公式二：筋应力法则（Kokawa's Rule） 筋应力法则是基于组织相变的相关信息来确定热处理温度的经验公式。该公式使用钢材中马氏体（Martensite）开始形成的温度（Ms）和水淬过 程中达到极限硬度（HRC）的温度（Ac3）来计算热处理温度。 筋应力法则的公式如下：

热处理温度=（Ms+Ac3）/2 需要注意的是，该公式适用于合金成分较少的低合金钢材，不适用于高合金钢材。 经验公式三：成分计算法则（Kubaschewski's Rule） 成分计算法则基于钢材的化学成分来确定热处理温度。该公式使用钢材中含碳量（C wt%）和合金元素（如铬、镍等）的含量来计算热处理温度。 成分计算法则的公式如下： 热处理温度=a1×C+a2×Cr+a3×Ni+... 其中a1、a2、a3等是经验系数，需要根据具体的钢材类型和合金元素来确定。 经验公式四：时间计算法则（Von-Tempsky's Rule） 时间计算法则是根据材料的热传导特性来确定热处理温度。该公式使用钢材的热传导系数（λ）和材料的厚度（T）来计算热处理温度。 时间计算法则的公式如下： 热处理温度=λ×T 需要注意的是，该公式适用于较薄的钢材，并且只能提供一个大致的热处理温度范围。 综合以上经验公式，我们可以得出结论：确定钢材的热处理温度是一个复杂的过程，涉及到多个因素的综合考虑。以上所介绍的经验公式只是指导性的，实际热处理温度还需要根据具体的钢材类型、应用需求和工艺

热处理回火工艺温度的确定

热处理回火工艺温度的确定 50种常用钢材的回火方程 回火是热处理工艺过程中的主要工序之一。 通常，机械零件热处理的硬度（H），取决于回火温度（T）和回火时间（t），三者之间存在着一定的函数关系H＝f（T，t）。当回火时间一定时，钢的回火硬度与回火温度的函数关系可划为四种类型（H和T 互为反函数）：①直线型；②抛物线型；③幂函数型；④直线与幂函数复合型。 因③④两种类型在使用时，计算和作图都极为不便，所以，为方便实用起见，大多数情况下都可简化成直线或抛物线型，用经验方程（公式）表示，即： H＝a1＋R1T H＝a2＋R2T 式中：H――回火硬度值（HRC、HV、HB或HRA） T――回火温度（℃） a1、a2、R1、R2――待定系数。 下表所列的50种钢材的热处理回火方程，主要是依据实际工艺试验和有关参考文献的数据，运用数理统计方法计算和修正所得。回火方程实用性强，可作为机械零件的技术设计和制定热处理工艺规范时参考。表中列举的50种钢材热处理回火方程，在实际生产中使用时应注意下列问题： （1）钢材原材料的化学成分及力学性能应符合国家技术标准要求（GB、YB等），最大外径（或相对厚度）接近或小于淬火临界直径。 （2）回火方程仅适用于常规淬火、回火工艺；不适用于亚温淬火、复合热处理、形迹热处理等工艺。（3）在热处理过程中，应正确选用淬火介质，使冷却能力满足工艺要求；钢材按要求进行预备热处理；除高速钢外，一般仅进行一次回火。 （4）考虑到随机因素的影响，钢材热处理后，实际回火硬度和温度与计算所得值允许有≤5%的误差。 实践证明，本文推荐的常用50种钢材的热处理回火方程（经验公式），实用方便。对机械零件金属材料的选择、力学性能潜力的发挥，技术指标的制定以及产品质量的提高均有帮助。金属材料热处理回火方程的建立，也是建立热处理柔性系统（FCM）的首要前期工作之一。 常用50种钢材的热处理回火方程 序号钢种淬火温度（℃）/冷却介质回火方程 Hi T 1 30 855/水H1＝42.5－1/20•T T＝850－20H1 2 40 835/水H1＝65－1/15•T T＝950－15H1 3 45 840/水H1＝62－1/9000•T2T＝ 4 50 825/水H1＝70.5－1/13•T T＝916.5－13H1 5 60 815/水H1＝74－2/25•T T＝925－12.5H1 6 65 810/水H1＝78.3－1/12•T T＝942－12H1 7 20Mn 900/水H4＝85－1/20•T T＝1700－20H4 8 20Cr 890/油H1＝50－2/45•T T＝1125－22.5H1 9 12Cr2Ni4 865/油H1＝72.5－3/40•T（T≤400）T＝966.7－13.3H1（H1≥42.5） H1＝67.5－1/16•T（T＞400）T＝1080－16H1（H1＜42.5） 10 18Cr2Ni4W 850/油H1＝48－1/24000•T2T＝ 11 20CrMnTiA 870/油H1＝48－1/16000•T2T＝ 12 30CrMo 880/油H1＝62.5－1/16•T T＝1000－16H1 13 30CrNi3 830/油H1＝600－1/2•T T＝1200－2H3（H3≤475） 14 30CrMnSi 880/油H1＝62－2/45•T T＝1395－22.5H1 15 35SiMn 850/油H1＝637.5－5/8•T T＝1020－1.6H1 16 35CrMoV 850/油H1＝540－2/5•T T＝1350－2.5H1 17 38CrA 850/油H1＝50.9－（15/28）×10-4•T2T＝ 18 38CrMoAl 930/油H1＝64－1/25•T（T≤550）；T＝1600－25H1（H1≥45） H1＝95－1/10•T（T＞550）；T＝950－10H1（H1＜45）

热处理实验报告

篇一：钢的热处理实验报告 钢的热处理实验报告 一、实验目的 1、了解热处理对材料性能的影响 2、了解在相同的热处理状态下材料成分对材料性能的影响 3、了解用显微镜观察金相的制样过程 二、仪器材料 箱式电炉（sx2-4-10、sx-4-10）、硬度测试仪（hr-150a）、30钢、t10钢、砂轮（砂纸） 三、实验过程 1）、金相的制备 将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光，去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。 2）、钢的热处理淬火和正火 钢的淬火：淬火就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同的冷却介质中（ v冷应大于v临），以获得马氏体组织。钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 步骤为：加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较，一律用洛氏硬度测定）；再将试样放入箱式电炉中，t10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟；然后迅速在水中冷却，并不断搅拌。将淬火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值（hrc）填入表1中。 钢的正火：钢加热到ac3 （亚共析钢）或ac1(过共析钢)以上30～50℃以上，保温适当时间后，在自由流动的空气中冷却的热处理工艺。 步骤为：加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较，一律用洛氏硬度测定）。再将试样放入箱式电炉中，t10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟，后在空气中缓慢冷却。将正火后的试样用砂轮磨平,并测出硬度值（hrc）填入表2中。 四、结果及讨论 1、为什么淬火处理后的硬度值比正火处理后的高？ 答：因为淬火冷却速度比正火冷却速度快，由过冷奥氏体的连续冷却转变图像可知淬火后得到的是马氏体组织，而正火后得到的组织主要是珠光体。马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体的位错滑移阻力增大，从而硬度提高。 2、在相同的热处理状态下不同的材料成分对钢的硬度的影响？ 答：钢的硬度与钢的含碳量有关。30钢是亚共析钢，热处理后室温下的组织为铁素体和珠光体，而t10钢为过共析钢，热处理后室温下的组织为珠光体和渗碳体。渗碳体是脆硬相硬度比铁素体高，所以在相同的热处理状态下t10的硬度比30钢高。

钢的热处理工艺设计经验公式

钢的热处理工艺设计经验公式 1钢的热处置 1.1 正火加热时间 加热时间t=KD 〔1〕 式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度〔mm〕； K是加热时间系数〔s/mm〕。 K值的阅历数据见表1。 表1 K值的阅历数据 1.2 正火加热温度 依据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+〔100～150℃〕〔2〕 中碳钢：T=Ac3+〔50～100℃〕〔3〕 高碳钢：T=A Cm+〔30～50℃〕〔4〕 亚共析钢：T=Ac3+〔30～80℃〕〔5〕 共析钢及过共析钢：T=A Cm+〔30～50℃〕〔6〕 1.3 淬火加热时间 为了预算方便起见，计算淬火加热时间多采用以下阅历公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) 〔7〕 t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) 〔8〕 t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) 〔9〕 式中t—加热时间〔min〕； a—抵达淬火温度的加热系数〔min/mm〕； b—抵达预热温度的加热系数〔min/mm〕； c—抵达二次预热温度的加热系数〔min/mm〕； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度〔mm〕。 在普通的加热条件下，采用箱式炉停止加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b 为1.5～2min/mm〔高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1〕，假定在箱式炉中停止快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。假定用盐浴加热，那么所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一〔经预热〕至三分之一〔不经预热〕左右。工件装炉修正系数K的阅历值如表2：

钢热处理工艺设计经验公式

钢的热办理工艺设计经验公式 参照文件： 黄春峰 . 钢的力学性能及热办理工艺经验公式 [J]. 金属热办理 .1998 ，（4）：12-17 1 钢的热办理 正火加热时间 加热时间 t=KD （1） 式中 t 为加热时间 (s); D 使工件有效厚度（ mm ）； K 是加热时间系数（ s/mm ）。 K 值的经验数据见表 1。 表 1 K 值的经验数据 加热设施 加热温度 ( 碳素钢） K/(s/mm) ( 合金钢 )K/(s/mm) 箱式炉 800～950 50～60 60～70 盐浴炉 800～950 15～25 20～30 正火加热温度 依据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac 3 +（100～150℃） （2） 中碳钢：T=Ac 3 +（50～ 100℃） （3） 高碳钢：T=A Cm +（30～50℃） （4） 亚共析钢：T=Ac 3+（30～80℃） （5） 共析钢及过共析钢： T=A Cm +（30～ 50℃） （6） 淬火加热时间 为了估量方便起见，计算淬火加热时间多采纳以下经验公式： ︱ ( 不经预热 ) （7） t=a · K ·D t=(a+b) ·K ︱ （8） ·D ( 经一次预热 ) t=(a+b+c) ·K ︱ （9） ·D ( 经二次预热 ) 式中 t —加热时间（ min ）； a —抵达淬火温度的加热系数（ min/mm ）； b —抵达预热温度的加热系数（ min/mm ）； c — 抵达二次预热温度的加热系数（ min/mm ）；

K—装炉修正系数； ︱ D -- 工件的有效厚度（ mm）。 在一般的加热条件下，采纳箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢 a 多采纳 1～；b 为 1.5 ～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5 ～0.3 ；b=2.5 ～3.6 ；二次预热 a=0.5 ～ 0.3 ；b=1.5 ～ 2.5 ； c=0.8 ～1.1 ），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度超出100～150℃时，系数 a 约为 1.5 ～ 20 秒/毫米，系数 b 不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间 少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数 K 的经验 值如表 2： 表2 工件装炉修正系数 K 工件装炉方式修正系数 淬火加热温度 按惯例工艺 , 亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（ 30～50℃）；（ 10）共析和过共析钢为 Ac1＋（30～50℃）；（ 11）合金钢的淬火加热温度常采纳Ac（1或 Ac3）＋（ 50～100℃）（ 12）回火加热时间 关于中温或高温回火的工件，回火时间是指平均透烧所用的时间，可按以下经验公式计算： t=aD+b（ 13）式中 t —回火保温时间（ min）； D—工件有效尺寸；（ mm）； a—加热系数（ min/mm）； b—附带时间，一般为10～ 20 分钟。 盐浴的加热系数为0.5 ～；铅浴的加热系数为0.3 ～； 井式回火电炉（RJJ 系列回火电炉）加热系数为1.0 ～；箱式电炉加热系数为2～。 回火加热温度 钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为： 钢的回火温度的估量 ,

热处理常用计算公式

热处理常用计算公式 一、 高斯误差函数（根据菲克第一、第二定律及边界条件导出） )2( 12 120 002 dt x erf cl e c c c c dt x s -=- =--⎰-λλπ 注：C ——在时刻t 离表面距离为x 处的浓度；0c ——原始的 均一浓度；s c ——恒定值的表面浓度 二、 气体渗碳层深、温度、时间、碳势之相关经验公式 1. F.E 哈里斯（F.E.Harris ） (1) t bboe H T /8287-= (H 为渗碳层深) (2) () T t D 670010 6.31= （D 为全渗碳层深） （∙ ∙ +=bo F T 4金兰绝对温度） (3) ()t t D 370010800= （T 为开尔文绝对温度） 2. F.E.Harris 公式简化 (1) t H 457.0= （T =870C ︒） (2) t H 533.0= （T =900C ︒） (3) t H 635.0= （T =825C ︒） 3. 回归方程（仅适用于900~930C ︒ 20Cr 渗碳） t H 243.04697.0+= （T 为渗碳时间） 4. 真空渗碳经验公式 (1) ⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+= 4925.16700106.802T t dt

(2) 2 0201⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛--∙=c c c c t tc 注：dt 为总渗碳深度（mm ）；tc 为渗碳期时间（h ）；t 为渗 碳总时间（h ）；1c 为技术要求的表面碳浓度； T 为工艺（渗碳）温度（C ︒）；0c 为工件原始碳浓度。扩散期时间为 c t t t d -= 5. 渗碳深度数学模型[热加工工艺，1991（4）] [金属热处理，1997 （4）] (1) P ++-=C t S Mo CrMn 5747.05773.06149.0:20 (2) P ++-=C t S CrMnTi 4218.05576.05248.0:20 S :渗碳层深度（mm ） t ：渗碳时间（h ） P C ：渗碳碳势（%） 6. 几种渗碳钢渗层深度与渗碳时间对照表 (1) 20Cr.20CrMnTi 渗层深度与渗碳时间对照表

经验公式确定钢的热处理温度知识交流

经验公式确定钢的热 处理温度

钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理 1.1正火加热时间 加热时间t=KD （1） 式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+（100～150℃） （2） 中碳钢：T=Ac3+（50～100℃） （3） 高碳钢：T=A Cm+（30～50℃） （4）

亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃） （5） 共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃） （6） 1.3淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8） t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9） 式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3； b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉