依據GB700—2006《普通碳素結構鋼技術條件》標（biāo）準之規定，u型螺栓的材料有三大類，1是碳鋼2是不鏽（xiù）鋼3是合金鋼。
本節以（yǐ）及下的幾節我們將對（duì）u型螺栓的第一主材碳鋼進行詳細的說明；
一、 實驗目的
1. 了解碳鋼的基本熱處理工藝方法（fǎ）
2. 研究冷卻條件與鋼性能的關係
3. 分析淬火和回火（huǒ）溫度對鋼性能的影（yǐng）響
二、 實驗設（shè）備和試件
1. 實驗設備：SX-10M-2.5型箱試電阻爐
2. 試件：45鋼、30鋼及T8鋼試件（jiàn）各一件
3. 45鋼淬火後的試件三（sān）件
三、 實驗原理
熱處理是一種重要的金屬加工工藝方法，目的是提高鋼（gāng）的性能（néng）(使（shǐ）用性能和工藝性能)。鋼的熱處理的工藝特（tè）點是，將鋼加（jiā）熱到一定的溫度，保溫一定（dìng）的時間，然後以一定的冷卻（què）速（sù）度（dù）進行冷卻。通過該工藝過程（chéng）使鋼（gāng）的性能發生改變。
四、實驗內容和步驟
(一) 鋼的淬火熱處理
淬火熱處理就是把碳鋼加熱（rè）到AC3或者AC1以上30-50°C，保（bǎo）溫後放到不同的冷卻介（jiè）質中進行快速冷卻(冷卻速度大於臨界冷卻速度)，以得到馬氏體組（zǔ）織(M)。淬火（huǒ）後的組織為馬氏體和殘餘奧氏體。
1. 淬火溫度（dù）的確定
根據材料的不同，在表1中查得其臨（lín）界溫度AC3或者AC1，然後加上40°C，就可以得到其加熱溫度。
亞共析鋼(45鋼，30鋼)：
加熱溫度=AC3 + 40°C
過共析鋼(T10鋼（gāng）)：
加熱溫度=AC1 + 40°C
所以最終30鋼的加熱溫（wēn）度= °C + 40°C=
45鋼的加熱溫度= °C + 40°C=
45鋼的加（jiā）熱（rè）溫度= °C + 40°C=
2. 保溫時間的確定
零件隨爐子加熱（rè）達到所需的加熱溫度以後，還要進行一段時間的保溫，以保證整個（gè）零件均勻充分地（dì）達到（dào）所需要的溫（wēn）度。顯然（rán）保溫時間跟工件的大（dà）小（xiǎo）和形狀（zhuàng）有關係。
通（tōng）過（guò）測量零件的尺寸，然（rán）後查表2，計算試（shì）件的（de）保溫時間。
零（líng）件（jiàn）的尺寸為直徑二十毫米的圓（yuán）柱形零件，所以（yǐ）30鋼、45鋼、T10鋼（gāng）的保溫（wēn）時間分別為：
3. 冷（lěng）卻介（jiè）質的選擇
冷卻（què）是淬（cuì）火的關鍵工序。它直接影響淬火後（hòu）的鋼的性能。淬火的冷卻（què）速（sù）度要（yào）大於（yú）臨界（jiè）冷卻速度，以獲得過（guò）冷馬氏體組織。同時在冷卻過程中（zhōng）還要（yào）控製結晶過程（chéng）中（zhōng）內應力的產生，防止變形和開裂的發生。
為了保證淬火效（xiào）果，應選擇合適的冷卻介質和冷卻方法。本實（shí）驗中（zhōng）我們選擇室溫下的水作為（wéi）冷（lěng）卻介質。
4. 工件（jiàn）放入爐中，設定電爐溫度控（kòng）製器的加熱控製溫度，開始加熱（rè）。
5. 電爐達到設定溫度後，開始保溫的計時。
6. 工件出爐（lú），快速放入水中冷卻（què）。
(二) 鋼的回火熱處理
鋼在淬火後得到的馬氏體組（zǔ）織（zhī）硬（yìng）而脆，且工件內部有很（hěn）大的內應力。回火的目的是消除內（nèi）應力，適當降低硬度，改（gǎi）善加工性能。根據不同（tóng）的工藝要求，回火分為高溫回火，中溫回火和低溫回火三種工藝方法，其溫度的選擇及（jí）組織性能的變化見表3。
回火的冷卻方式為空冷，即工件出爐後放在室溫下慢慢冷卻。
1. 工件放入爐中，設定（dìng）電爐（lú）溫度控（kòng）製器的加熱控製溫度，開（kāi）始（shǐ）加熱；
2.電爐達到設定溫度後（hòu），開始保溫的計時，保溫時間為30分鍾；
3. 工件出爐，放（fàng）在室溫（wēn）下慢慢冷卻。
