碳钢热处理后的组织金相分析

金相综合实验报告实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程班级: 材料11（1）指导老师：席生岐高圆小组组长: 仇程希小组成员：齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐二〇一四年四月三日一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作；2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值；3.利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后钢的金相组织分析方法；4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响；5.巩固课堂教学所学相关专业知识，体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。

二、实验内容1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理，工艺规范参考相关资料；2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度；3.制备所给表中样品的金相试样，观察并获取其显微组织图像；4.对照金相图谱，分析探讨本次实验可能得到的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。

三、实验原理热处理是一种很重要的金属加工工艺方法。

热处理的主要目的是改变钢的性能，热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度，经一定时间保温，然后以某种速度冷却下来，从而达到改变钢的性能的目的。

研究非平衡热处理组织，主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。

热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构发生了的一系列的变化。

采用不同的热处理工艺，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。

钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。

(一)碳钢热处理工艺1.加热温度亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃，过共析钢加热温度一般为Ac 1＋30-50℃（淬火）或Acm+50-100℃（正火）。

淬火后回火温度有三种，即：低温回火（150-250℃）、中温回火（350-500℃）、高温回火（500-650℃）。

钢的热处理后的组织观察与分析实验报告钢的热处理后的组织观察与分析实验报告一、实验目的1、观察热处理后钢的组织及其变化；2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响二、实验原理（一）钢的热处理工艺钢的热处理就是通过加热、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。

淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。

所谓淬火就是将钢件加热到 Ac 或 Ac1 以上，保温后放入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理操作。

（1）淬火加热温度：根据Fe—Fe3C相图确定，如图 1 所示。

对亚共析钢，其加热温度为 Ac3 十30~50℃，淬火后的组织为均匀细小的马氏体。

如果加热温度不足( 如低于Ac3) ，则淬火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足。

对于共析钢、过共析钢其加热温度为 Ac1＋30～50℃，淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。

未溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的硬度和耐磨性。

过高的加热温度( 如高于Acm)，会因得到粗大的马氏体，过多的残余A 而导致硬度和耐磨性的下降，脆性增。

（2）回火温度：回火温度决定于要求的组织及性能。

按加热温度不同，回火可分为三类：低温回火：在 150～250℃回火，所得组织为回火马氏体。

硬度约为 HRC57～60，其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢的高硬度。

一般用于切削工具、量具、滚动轴承以及渗碳和氰化件。

中温回火：在 350~5000C回火，所得组织为回火屈氏体，硬度约为 HRC40~48，其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。

因此它主要用于各种弹簧及热锻模。

高温回火：在 500～650~；回火，所得组织为回火索氏体，硬度约为 HRC25~35。

其目的是获得既有一定强度、硬度，又有良好的冲击韧性的综合机械性能，常把淬火后经高温回火的处理称力调质处理，因此一般用于各种重要零件，如柴油机连扦螺栓，汽车半轴以及机床主轴等。

2、保温时间的确定为了使钢件内外各部分温度均匀一致，并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，就必须在淬火加热温度下保温一定时间。

实验三碳钢的热处理工艺对组织与性能的影响一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作。

2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值。

3.掌握热处理后钢的金相组织分析。

4.For personal use only in study and research; not for commercial use5.6.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响。

7.巩固课堂教学所学相关知识，体会材料的成分-工艺-组织-性能之间关系。

二、实验内容1.45和T12钢试样淬火、回火操作，用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度。

工艺规范见表6—1。

2.制备并观察标6—2所列样品的显微组织。

3.观察幻灯片或金相图册，熟悉钢热处理后的典型组织：上贝氏体、下贝氏体、片状马氏体、条状马氏体、回火马氏体等的金相特征。

三、概述1．淬火、回火工艺参数的确定。

Fe—Fe3C状态图和C—曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。

热处理工艺参数主要包括加热温度，保温时间和冷却速度。

（1）加热温度的确定淬火加热温度决定钢的临界点，亚共析钢，适宜的淬火温度为A c3以上30~50℃，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体。

如果加热温度不足（<A c3），淬火组织中仍保留一部分原始组织的铁素体，造成淬火硬度不足。

过共析钢，适宜的淬火温度为A c1以上30~50℃，淬火后的组织为马氏体十二次渗碳体（分布在马氏体基体内成颗粒状）。

二次渗碳体的颗粒存在，会明显增高钢的耐磨性。

而且加热温度较A cm低，这样可以保证马氏体针叶较细，从而减低脆性。

回火温度，均在A c1以下，其具体温度根据最终要求的性能（通常根据硬度要求）而定。

（2）加热，保温时间的确定加热、保温的目的是为了使零件内外达到所要求的加热温度，完成应有的组织转变。

加热、保温时间主要决定于零件的尺寸、形状、钢的成分、原始组织状态、加热介质、零件的装炉方式和装炉量以及加热温度等。

实验三碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察实验目的概述实验内容实验方法实验报告思考题一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。

2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。

3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。

4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。

TOP二、概述1. 碳钢热处理后的显微组织碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。

因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。

为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。

在缓慢冷时(相当于炉冷，见图2-3中的V1)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2。

时(相当于空冷)，得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到V3时(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至V4、V5，(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后，瞬时转变成马氏体。

其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(V4)称为淬火的临界冷却速度。

转变类型组织名称形成温度范围／℃显微组织特征硬度(HRC)珠光体型相变珠光体(P)>650在400～500X金相显微镜下可以观察到铁索体和渗碳体的片层状组织～20(HBl80～200)索氏体(S)600～650在800一]000X以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清25～35屈氏体(T)550～600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显徽镜(5000～15000X)下才能看出片层状35—40贝氏体型相变上贝氏体(B上)350～550在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40—48下贝氏体(BT)230～350在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48～58马氏体型相变马氏体(M)<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时则呈粗大片状马氏体60～65亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2-3中V1：)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。

实验（实习）报告
实验名称钢的热处理及热处理后显微组织的观察班级姓名
组别学号
五、实验报告要求
1.按实验结果完成下表
45 T12 测
试记录
加热温度保温
时间
冷却
时间
回火
温度
硬度
HRC
加热
温度
保温
时间
冷却
时间
回火
温度
硬度
HRC
860℃10min
空冷
5min
无
780℃10min
水冷
0.5min
无油冷
2min
无
水冷
0.5min
无
水冷
0.5min
200℃
10min
水冷
0.5min
400℃
10min
水冷
0.5min
600℃
10min
2.在显微镜下观察45 钢的退火、正火、淬火、回火处理后的组织，并在下图中绘出组织特征，标明热处理状态。

3.在显微镜下观察T12 的淬火、回火后组织，并在下图中绘出组织特征，标明热处理状态。

碳钢的热处理后组织观察碳钢是一种含碳量较高的合金钢，主要成分是铁和碳。

它具有优良的可加工性、强度和耐磨性。

碳钢经过热处理后，能够改变其组织和性能，使其满足不同应用的要求。

热处理是通过加热和冷却的方式，改变钢材的组织和性能。

碳钢的热处理包括退火、正火、淬火和回火等过程。

首先是碳钢的退火处理。

退火是将钢材加热到一定温度，然后在适当的条件下进行冷却，以达到使钢材组织中的晶粒细化和均匀化的目的。

退火后的碳钢，晶粒尺寸减小，晶界的清晰度增加，硬度下降，韧性提高。

退火处理可以消除应力、改变钢材的硬度和强度，提高其加工性能。

其次是碳钢的正火处理。

正火是将钢材加热到一定温度，然后冷却到室温。

正火处理可以提高碳钢的硬度和强度，改善其耐磨性和切削性能。

通过正火处理，碳钢的晶粒尺寸更加均匀，组织更加紧密，硬度更高。

接下来是碳钢的淬火处理。

淬火是将钢材加热到高温后迅速冷却至室温。

淬火处理使得碳钢组织变为马氏体组织，表面硬度极高，内部组织变脆，但具有较好的耐磨性。

淬火处理后的碳钢通常具有高硬度、高强度和较低的韧性，常用于制作刀具、弹簧和齿轮等。

最后是碳钢的回火处理。

回火是将经过淬火处理的钢材再次加热到一定温度，然后进行冷却。

回火处理可以改变淬火处理后的组织，消除淬火时引入的内应力，并提高碳钢的韧性和可靠性。

回火处理后的碳钢具有较好的韧性、耐磨性和抗冲击性，适用于制作机械零件和工具。

总之，碳钢经过热处理后，其组织和性能得到改善，能够满足不同应用的要求。

不同的热处理方法和工艺参数会导致不同的组织结构和性能。

因此，在实际应用中，根据具体要求选择适当的热处理方法，可以使碳钢发挥最佳性能。

实验七碳钢的热处理及硬度测定以及金相分析实验项目名称：碳钢的热处理及硬度测定、金相分析实验项目性质：综合实验所属课程名称：金属材料与热处理实验计划学时：4一、实验目的（1）熟悉碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。

（2）了解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热处理后性能的关系。

（3）分析淬火及回火温度对钢性能的影响。

（4）学会洛氏硬度计的使用。

（5）学会采用不同的热处理工艺，将会得到不同的组织结构，从而使钢的性能发生变化。

二、实验内容和要求热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。

钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。

热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织发生了质的变化。

采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。

普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。

热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。

正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。

Fe-FeC 相图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。

1、加热温度（1）退火加热温度：完全退火加热温度，适用于亚共析钢，Ac+（30~50℃）；3球化退火加热温度，适用于共析钢和过共析钢，Ac 1+（30~50℃）。

（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac 3+（30~50℃）；过共析钢是Ac cm +（30~50℃），也就是加热到单相奥氏体区。

退火和正火的加热温度范围见图2-1所示。

（3）淬火加热温度：对亚共析钢是Ac 3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac 1+（30~50℃），见图2-2。

钢的临界温度Ac 1、Ac 3及Ac cm ，在热处理手册或合金钢手册中均可查到。

再经计算可求出钢的热处理温度。

低碳钢淬火后的金相组织摘要：一、引言二、低碳钢的金相组织概述1.低碳钢的定义与特点2.淬火对低碳钢金相组织的影响三、低碳钢淬火后的金相组织分析1.马氏体的形成与特点2.珠光体的形成与特点3.渗碳体的形成与特点四、低碳钢淬火后的金相组织对性能的影响1.强度与硬度的提高2.韧性与塑性的变化3.耐腐蚀性的变化五、结论正文：一、引言低碳钢是一种含碳量较低的钢铁材料，其含碳量一般在0.008%-0.25% 之间。

由于低碳钢的含碳量低，其具有良好的塑性、韧性和可焊性，广泛应用于汽车、建筑、机械等领域。

在低碳钢的加工过程中，淬火是一种重要的热处理工艺，可以提高钢的强度和硬度。

然而，淬火会对低碳钢的金相组织产生影响，从而影响其性能。

因此，研究低碳钢淬火后的金相组织具有重要意义。

二、低碳钢的金相组织概述1.低碳钢的定义与特点低碳钢是指含碳量在0.008%-0.25% 之间的钢铁材料。

低碳钢具有较好的塑性、韧性和可焊性，同时具有较高的强度和硬度。

由于低碳钢的含碳量较低，其晶粒结构较为细小，易于加工成形。

2.淬火对低碳钢金相组织的影响淬火是一种热处理工艺，通过对低碳钢进行快速冷却，使其在短时间内产生较大的温差，从而改变其金相组织。

淬火后，低碳钢的金相组织主要由马氏体、珠光体和渗碳体组成。

三、低碳钢淬火后的金相组织分析1.马氏体的形成与特点马氏体是低碳钢淬火后产生的一种新的金相组织，其主要特点是高硬度、高强度和良好的耐磨性。

马氏体的形成是由于淬火过程中钢的晶粒结构发生变形，导致晶界和位错运动的结果。

2.珠光体的形成与特点珠光体是低碳钢在淬火后产生的一种具有较高韧性和塑性的金相组织。

珠光体的形成是由于在淬火过程中，钢中的奥氏体在快速冷却的过程中，发生相变而形成的。

珠光体的主要特点是其组织中含有大量的珠光体球，可以提高钢的韧性和塑性。

3.渗碳体的形成与特点渗碳体是低碳钢在淬火后产生的一种含碳量较高的金相组织。

渗碳体的形成是由于在淬火过程中，钢中的碳原子向晶界和位错处扩散，形成碳化物。

碳钢热处理后的组织碳钢是一种铁碳合金，其中含有较高的碳含量，通常在0.02%到2.0%之间。

碳钢的组织结构取决于其碳含量以及热处理过程中的冷却速率。

常见的碳钢热处理方法包括退火、正火、淬火和回火。

1.退火：退火是将钢材加热到800℃以上，然后缓慢冷却。

通过退火可以消除钢材中的内应力，并使其结构变得柔软。

在金相分析中，退火后的碳钢材料会呈现出一种颗粒状的铁素体组织。

铁素体是一种正交晶体结构，在金相显微镜下呈现出暗色。

2.正火：正火是通过将钢材加热到适当温度，然后以适宜速率冷却。

正火能够增加碳钢的硬度和强度。

在金相分析中，正火后的碳钢组织中会出现针状的马氏体结构。

马氏体是一种变形的体心立方结构，在金相显微镜下呈现出白色。

3.淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却至室温。

淬火能够使钢材的组织结构变得坚硬和脆性。

在金相分析中，淬火后的碳钢组织出现了大量的马氏体。

此外，淬火还会导致碳钢中出现残余奥氏体。

奥氏体是一种面心立方结构，在金相显微镜下呈现出亮色。

4.回火：回火是在淬火后，将钢材加热到较低的温度，然后以不同速率冷却。

回火能够改善淬火后钢材的脆性和强度。

回火后的碳钢组织中，马氏体会部分或完全转变为韧性较好的回火体。

回火体是一种针状组织，在金相显微镜下呈现出黄色。

此外，金相分析中还可以通过染色等方法对碳钢的组织进行更详细的观察。

常用的染色方法包括酸蚀法染色和显微组织染色。

酸蚀法染色通过将钢材浸泡在酸性溶液中，使不同的组织组分呈现出不同的颜色。

显微组织染色是通过将显微镜观察的钢材切片进行染色处理，以增强对组织结构的观察。

总的来说，碳钢热处理后的组织结构会有明显的改变，通过金相分析可以详细观察和评估这些组织结构变化。

不同的热处理方法会产生不同的组织结构，从而影响碳钢的物理和机械性能。

金相分析是一种重要的方法，用于研究和控制钢材的性能和质量。

一、概述中碳钢和中碳合金结构钢是工程结构中常用的材料，经过淬火处理后可以获得良好的力学性能。

金相组织检验是对淬火材料的组织结构进行评估的重要方法，对于材料的质量控制和性能评定具有重要意义。

二、中碳钢的金相组织检验1. 金相组织检验的原理和方法金相组织检验是通过对淬火后的中碳钢试样进行金相显微镜观察，利用金相显微镜的放大功能和金相试样的腐蚀染色等技术手段对试样的组织结构进行分析和评价。

2. 中碳钢淬火后的金相组织特点中碳钢经过淬火处理后，组织结构发生显著变化，通常会出现马氏体、残余奥氏体等组织结构，金相组织检验可以清晰展现这些组织结构的形貌和分布情况。

3. 金相组织检验的意义对中碳钢进行金相组织检验有助于评定材料的淬火效果、组织均匀性和残余奥氏体含量等指标，为材料的质量控制提供重要依据。

三、中碳合金结构钢的金相组织检验1. 金相组织检验方法的改进由于中碳合金结构钢中存在着多种合金元素，其淬火后的组织结构复杂多样，传统的金相组织检验方法难以全面准确地评定其组织情况。

需要结合扫描电镜等现代分析技术，对淬火后的中碳合金结构钢进行全面细致的金相组织检验。

2. 中碳合金结构钢的金相组织特点中碳合金结构钢经过淬火处理后，其金相组织可能包括马氏体、贝氏体、残余奥氏体等多种组织结构，这些组织结构对钢材的性能影响巨大，金相组织检验能够帮助我们全面了解这些组织的形貌和分布规律。

3. 金相组织检验在中碳合金结构钢中的应用对中碳合金结构钢进行金相组织检验可以为材料的热处理工艺优化提供重要参考，同时也对产品的质量控制和性能评定起到关键作用。

四、结论中碳钢和中碳合金结构钢的金相组织检验是对材料淬火效果和组织结构进行评定的重要手段，通过金相组织检验可以全面了解材料的组织特点和淬火效果，为材料的质量控制和性能评定提供重要依据。

未来需要进一步完善金相组织检验方法，结合现代分析技术，全面准确地评定中碳合金结构钢的金相组织情况，为材料的热处理工艺优化和产品质量的提升提供技术支持。

低碳钢淬火后的金相组织摘要：1.低碳钢的金相组织概述2.淬火对低碳钢金相组织的影响3.低碳钢淬火后的金相组织特征4.淬火后金相组织对低碳钢性能的影响5.结论正文：一、低碳钢的金相组织概述低碳钢是指含碳量在0.008%~0.25% 之间的钢铁材料。

在金相学中，低碳钢的金相组织主要包括铁素体、珠光体和马氏体。

铁素体是低碳钢中的主要组织，其晶粒细小，呈圆形或椭圆形，分布均匀。

珠光体由铁素体和渗碳体构成，其形态为珠状或近似珠状。

马氏体则是在钢的表面形成的一种硬而脆的组织，具有较高的强度和硬度。

二、淬火对低碳钢金相组织的影响淬火是将低碳钢加热至某一温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质（冷却速度较快的介质）中快速冷却的金属热处理工艺。

淬火对低碳钢的金相组织具有显著影响。

在淬火过程中，钢的晶粒结构和碳分布会发生明显变化。

随着淬火温度的升高和保持时间的延长，珠光体和马氏体的数量会增加，铁素体的晶粒尺寸会减小。

三、低碳钢淬火后的金相组织特征低碳钢淬火后的金相组织特征主要包括珠光体和马氏体的形态、数量和分布。

珠光体在淬火后的低碳钢中呈珠状或近似珠状，其数量随着淬火温度的升高和保持时间的延长而增加。

马氏体在淬火后的低碳钢中主要分布在表面，呈硬而脆的组织，其数量也随着淬火温度的升高和保持时间的延长而增加。

四、淬火后金相组织对低碳钢性能的影响淬火后的低碳钢金相组织对其性能有重要影响。

珠光体具有较高的塑性和韧性，可以提高钢的强度和硬度。

马氏体具有较高的强度和硬度，但塑性和韧性较差。

因此，在实际应用中，需要根据低碳钢的性能要求，合理控制淬火温度和保持时间，以获得合适的金相组织结构。

五、结论总之，低碳钢淬火后的金相组织主要由珠光体和马氏体构成，其形态、数量和分布对低碳钢的性能具有重要影响。

热处理后碳钢显微组织的观察和分析
一、热处理后碳钢微观组织特征
热处理后的碳钢显微组织的形态，取决于处理工艺，以及处理过程中温度的变化对热处理后的金属组织产生的影响。

在不同的温度下，碳钢的形状和结构都有所不同。

经过热处理，碳钢的微观组织结构完全改变，形成长形的α-铁结晶，而且α-相和δ-相在晶粒中是杂合状态。

δ-相是一种大小不一的晶粒，其中有些晶粒具有碳的低温晶体，其他晶粒是碳的熔融晶体或乳白状熔融晶体。

1、在观察热处理后的碳钢显微组织时，可以看到宏观表面的肥厚和裂纹等痕迹。

此外，可以看到以及通过显微镜观察所分离的α-相和δ-相的晶粒。

通常，α—相晶粒的大小比δ—相的晶粒大，在显微图中可以看到α—相晶粒与δ—相晶粒的互相混合。

2、根据显微照片的结果，可以计算出α—相晶粒和δ—相晶粒的大小分布，以及晶粒之间的空间分布。

通过计算，可以获得α—相和δ—相晶粒的平均尺寸，以及晶粒尺寸的标准偏差。

此外，还可以检查α—相和δ—相晶粒的尺寸变化情况以及晶粒结构的变化情况。

三、总结
热处理后的碳钢显微组织特征，取决于处理工艺。

碳钢热处理后的组织（金相分析）发布时间：2009-5-30 13:46:34 关闭该页一、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。

因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线（C曲线）。

铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量，C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。

C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。

在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。

1、共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。

2、共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不用CCT曲线，而用C曲线（图1）来分析。

例如共析钢奥氏体，在慢冷时（相当于炉冷，见图1中的υ1）应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到υ2时（相当于空冷），得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到υ3时（相当于油冷），得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至υ4、υ5（相当于水冷），很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点（Ms）后，瞬时转变成马氏体，其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度（υ4）称为淬火的临界冷却速度。

图1 图23、亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，如图2所示。

当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，如图2中υ1），转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。

随着冷却速度的增大，即υ3>υ2>υ1时，奥氏体的过冷度逐渐增大，析出的铁素体越来越少，而珠光体的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。

因此，v1的组织为铁素体+珠光体；v2的组织为铁素体+索氏体；v3的组织为铁素体+屈氏体。

当冷却速度为v4时，析出很少量的网状铁素体和屈氏体（有时可见到少量贝氏体），奥氏体则主要转变为马氏体和屈氏体（如图3）；当冷却速度v5超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织（如图6，图7）。

实验三 碳钢的热处理及组织、性能分析一：实验目的（1） 观察和研究碳钢经不同形式热处理后显微组织的特点。

（2） 了解热处理工艺对碳钢硬度的影响。

二：实验说明碳钢经热处理后的组织可以是接近平衡状态 （如退火、正火）的组织，也可以是不 平衡组织（如淬火组织）。

因此在研究热处理后的组织时， 不但要用铁碳相图，还 要用钢的C 曲线来分析。

图1为共析碳钢的C 曲线，图2为45钢连续冷却的CCT 曲线。

图1共析碳钢的c 曲线 图2 45钢的CCT 曲线曲线能说明在不同冷却条件下过冷奥氏体在不同温度范围内发生不同类型的转 变过程及能得到哪些组织。

1 •碳钢的退火和正火组织 亚共析碳钢（如40、45钢等）一般采用完全退火，经退火后可得接近于平衡状态 的组织，其组织形态特征已在实验I 中加以分析和观察（图3）过共析碳素工具钢 （如T10、T12钢等）则采用球化退火，T12钢经球化退火后，组织中的二次渗碳 体和珠光体中的渗碳体都呈球状（或粒状），图中均匀分散的细小粒状组织就是粒 状渗碳体。

2.钢的淬火组织含碳质量分数相当于亚共析成分的奥氏体淬火后得到马氏体。

马氏体组织为板条 状或针状，20钢经淬火后将得到板条状马氏体。

在光学显微镜下，其形态呈现 为一束束相互平行的细条状马氏体群。

在一个奥氏体晶粒内可有几束不同取向的 马氏体群，每束条与条之间以小角度晶界分开，束与束之间具有较大的位向差， 如图4所示。

224300 200100 800700明+备<［转变馥了Ait* M 严火'退火 0 时间/1站r图3 T12 钢球化退火组织图4低碳马氏体组织45钢经正常淬火后将得到细针状马氏体和板条状马氏体的混合组织，如图5所示。

由于马氏体针非常细小，故在显微镜下不易分清。

45钢加热至860C后油淬，得到的组织将是马氏体和部分托氏体（或混有少量的上贝氏体），如图6所示。

碳质量分数相当于共析成分的奥氏体等温淬火后得到贝氏体，女口T8钢在550~350C及350E~ Ms温度范围内等温淬火，过冷奥氏体将分别转变为上贝氏体和下贝氏体。

碳钢热处理后的组织(金相分析)碳钢热处理后的组织（金相分析）发布时间：2009-5-30 13:46:34 关闭该页一、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。

因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线（C曲线）。

铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量，C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。

C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。

在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。

1、共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。

2、共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不用CCT曲线，而用C曲线（图1）来分析。

例如共析钢奥氏体，在慢冷时体。

当冷却速度为v4时，析出很少量的网状铁素体和屈氏体（有时可见到少量贝氏体），奥氏体则主要转变为马氏体和屈氏体（如图3）；当冷却速度v5超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织（如图6，图7）。

过共析钢的转变与亚共析钢相似，不同之处是后者先析出的是铁素体，而前者先析出的是渗碳体。

4、各组织的显微特征（1）索氏体（s）：是铁素体与渗碳体的机械混合物。

其片层比珠光体更细密，在高倍（700倍以上）显微放大时才能分辨。

（2）托氏体（T）也是铁素体与渗碳体的机械混合物，片层比索氏体还细密，在一般光学显微镜下也无法分辨，只能看到如墨菊状的黑色形态。

当其少量析出时，沿晶界分布，呈黑色网状，包围着马氏体；当析出量较多时，呈大块黑色团状，只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层（见图3）；图3 托氏体＋马氏体图4 上贝氏体＋马氏体（3）贝氏体（B）为奥氏体的中温转变产物，它也是铁素体与渗碳体的两相混合物。

在显微形态上，主要有三种形态：A、上贝氏体是由成束平行排列的条状铁素体和条间断续分布的渗碳体所组成的非层状组织。

gcr15钢热处理调质后金相组织
GCr15钢是一种高碳铬轴承钢，常用于制造轴承和其他机械零件。

进行热处理调质后，它的金相组织通常包括马氏体、回火组织和余晖相等。

在热处理过程中，首先将GCr15钢加热到适当的温度，然后迅速冷却以形成马氏体组织。

马氏体是一种固溶体，具有高硬度和脆性。

然后，将材料进行回火，以减轻脆性并提高韧性和强度。

回火过程中，一部分马氏体会转变为残余奥氏体，并与回火产物相结合，形成复杂的组织。

回火温度和时间的选择会影响最终的金相组织。

通常，经过适当热处理调质后，GCr15钢的金相组织中会出现细小的马氏体颗粒，被散布在较软的回火组织中。

这种组织具有良好的强度、硬度和耐磨性，并具有一定的韧性，适合用于承受高载荷和转动速度的轴承应用。

需要说明的是，不同的热处理参数和条件会导致不同的金相组织，因此具体的GCr15钢热处理调质后的金相组织可能会有所不同。

金相综合实验报告实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程班级: 材料11（1）指导老师：席生岐高圆小组组长: 仇程希小组成员：齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐二〇一四年四月三日一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作；2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值；3.利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后钢的金相组织分析方法；4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响；5.巩固课堂教学所学相关专业知识，体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。

二、实验内容1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理，工艺规范参考相关资料；2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度；3.制备所给表中样品的金相试样，观察并获取其显微组织图像；4.对照金相图谱，分析探讨本次实验可能得到的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。

三、实验原理热处理是一种很重要的金属加工工艺方法。

热处理的主要目的是改变钢的性能，热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度，经一定时间保温，然后以某种速度冷却下来，从而达到改变钢的性能的目的。

研究非平衡热处理组织，主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。

热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构发生了的一系列的变化。

采用不同的热处理工艺，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。

钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。

(一)碳钢热处理工艺1.加热温度亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃，过共析钢加热温度一般为Ac 1＋30-50℃（淬火）或Acm+50-100℃（正火）。

淬火后回火温度有三种，即：低温回火（150-250℃）、中温回火（350-500℃）、高温回火（500-650℃）。

碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。

2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。

3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。

4、了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

5、掌握金属显微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。

二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。

2、热处理后的试件进行硬度测试。

3、热处理后的试样进行组织观察分析和比较。

三、实验设备的使用和注意事项（一）硬度计的原理、使用和注意事项金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下的抵抗塑性变形的一种能力。

硬度测量能够验出金属材料软硬程度的数量概念。

由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。

硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。

另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。

压入法硬度试验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。

（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb=K·HB式中：σb——材料的抗拉强度值HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K=0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K=0.33~0.53（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度高，这些性能也就好。

在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。

（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。

13Cr11Ni2W2MoV是一种不锈钢，经过热处理后，其金相组织会发生显著的变化。

首先，在退火状态下，13Cr11Ni2W2MoV的不锈钢表现出板条状马氏体组织。

这种马氏体组织是由板条状铁素体和碳化物组成的，其中板条状铁素体的尺寸较粗，碳化物以粒状或链状分布在铁素体的板条之间。

这种组织具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性等优点。

然而，经过高温回火处理后，13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的金相组织会发生显著的改变。

首先，板条状马氏体组织的硬度会降低，这是因为碳化物的溶解和再分配引起的。

同时，这种处理也会使马氏体转变为屈氏体或板屈混合体等其他组织结构。

这些新的组织结构具有更高的韧性和延展性，更适合在某些应用中使用。

在高温回火过程中，当温度达到一定水平时，碳化物会逐渐从基体中溶解并均匀分配。

这会导致马氏体板条的间距逐渐变宽，最终形成一种称为回火屈氏体或魏氏体的组织。

这种组织结构中，基体中分散的碳化物和块状铁素体共同工作，提供了良好的强度、硬度和耐磨性。

同时，经过热处理后，13Cr11Ni2W2MoV不锈钢中的某些合金元素，如Mo和V，会发生固溶强化。

这些元素会在晶格中起到强化作用，提高不锈钢的硬度、强度和耐磨性。

此外，这些元素还可以提高耐腐蚀性和抗氧化性，使不锈钢在各种腐蚀和氧化环境中表现出色。

总的来说，经过热处理后，13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的金相组织会发生显著的变化。

从板条状马氏体到回火屈氏体或魏氏体组织的转变，不仅提高了材料的韧性和延展性，还提高了材料的硬度和耐磨性。

这些变化使得该不锈钢在许多应用中表现出色，如机械零件、刀具、模具和石油化工设备等。

通过控制热处理工艺和选择合适的回火温度，可以进一步优化材料的组织和性能，以满足不同应用的需求。