钢渗碳后的组织观察

钢的热处理组织分析判断方法一、观察方法：1.观察组织组成物和种类钢热处理后，根据热处理种类和材料的不一样，组织组成物可能是一种或多种。

如马氏体，马氏体+残余奥氏体，单一珠光体，单一奥氏体，铁素体+珠光体，铁素体+马氏体+碳化物等等。

金相观察时，首先要判断被观察组织中有几种组织组成物，是单一组成物，还是两种或多种组成物。

在组织组成物中，某一组成物可以是单一相，如铁素体或奥氏体等单相；也可以是两相或多相混合组成或化合物，如珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物，各种碳化物等。

不同的组成物有不同的形态特征，利用这些特征可以快速的识别：不同的组成物受溶液浸蚀的程度不同，使得其在金相显微镜下具有不同的明暗程度或不同的色彩差；不同组成物形成的先后顺序不一样，其形态也不一样，最先形成的总是从奥氏体晶界开始形核；各组成物形成的原理不一样，形态也有差异。

通过这些就可以判别被观察物的组成种类。

大多数情况下，能够观察到几种不同明暗程度或几种形态不同的部份，就可以判定有几种组成物。

2.观察形态组织组成物的形态是我们判别组成物的极其重要的依据之一。

一些特定组织具有极显著的特征，如典型的珠光体具有层片状（或称指纹状）特征，一看就知道是珠光体；羽毛状物是上贝氏体。

白色的块状物不是铁素体就是奥氏体或碳化物，黑色针状物不是马氏体就是下贝氏体，沿晶分布的白色块状或针状肯定是铁素体或碳化物（渗碳体）两者之一等等。

要观察组织物是片状、针状、块状、颗粒状、条状、网状或者是其它什么形状。

有时，还要精细观察是单一相还是复合相。

在观察中要注意试样的浸蚀程度，只有合理的浸蚀，各种组织才会正确的显现出来，同时，制样也很关键，错误的制样可能导致对组成物的错误判断。

由于制样和浸蚀问题，导致的判断错误在新手中屡见不鲜。

在观察中还要注意，对于观察到的白色或黑色物，不要轻易就认为是一种组成物。

对于白色的可能是奥氏体或铁素体，更有可能是碳化物；对于黑色物，可能由于其极其细密，在常规倍数下观察根本无法分开。

钢的热处理及热处理后的显微组织观察实验报告罗毅晗2014011673一、实验目的（1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火。

（2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能（硬度）的影响.（3）观察碳钢热处理后的显微组织.二、概述钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。

热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。

进行热处理时,加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。

三、实验内容加热温度冷却方法回火温度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度平均值860℃水冷﹨52。

0 52。

1 52。

6 52。

2 860℃油冷﹨20。

2 23.4 19。

1 20.9 860℃空冷﹨94.1 94.6 94.2 94.3 860℃炉冷﹨86。

0 85.2 85。

7 85。

6 860℃水冷200℃51.9 52。

0 52。

1 52。

0 860℃水冷400℃34。

8 35.3 35。

7 35。

3 860℃水冷600℃20.3 21。

5 19.6 20.5显微组织观察45钢860℃气冷索氏体+铁素体45钢860℃油冷马氏体+屈氏体45钢860℃水冷马氏体45钢 860℃水冷+600℃回火回火索氏体T12钢 760℃球化退火球化体T12钢 780℃水冷+200℃回火回火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体T12钢 1100℃水冷粗大马氏体+残余奥氏体四、实验分析1。

火温度而言，淬火温度越高，硬度越高.但是一旦达到过高温度会导致形成的马氏体，使得力学性能恶化.2.火介质而言，硬度大小：空冷>炉冷>水冷〉油冷。

3。

火温度而言，回火温度越高,硬度越低.图像：分析原因：①据铁碳相图，淬火温度升高，45钢（亚共析钢)中铁素体含量减少，珠光体含量提高，而珠光体硬度很高，铁素体硬度低，导致硬度提高。

②根据C曲线，对亚共析钢的连续冷却，空冷生成F+S，炉冷生成F+P，水冷产生M，油冷产生T+M。

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。

碳钢热处理基本组织观察目的1．认识碳钢经不同方式热处理后的典型显微组织特征；2．了解热处理工艺对组织的影响。

一、相关知识1．TTT曲线2．碳钢的退火和正火碳钢的退火组织也就是铁碳合金的平衡组织，以前的实验已经观察过。

亚共析钢的正火组织形式上很象退火组织，这是的珠光体层片较细，整体为灰黑色，理论上讲，铁素体的含量应比平衡状态略少，相差并不明显。

过共析钢一般进行球化退火，得到球化珠光体，正火仅用于消除二次渗碳体网，得到颗粒状的碳化物和细片状珠光体，紧接着进行球化退火。

3．碳钢的等温淬火组织上贝氏体：在500－350℃的等温转变组织，铁素体片在原奥氏体晶界向内发展，成羽毛状，片间间断分布碳化物。

为了清楚看到这种组织，在生成部分上贝氏体后立即快速冷却，其它部分是马氏体。

上贝氏体：在320－250℃的等温转变组织，铁素体片在原奥氏体晶内成透镜状，或象竹叶状。

片内部有非常细小分布碳化物，整体浸蚀后为暗灰色。

为了清楚看到这种组织，在生成部分贝氏体后立即快速冷却，其它部分是马氏体。

4．碳钢的淬火组织小试样奥氏体化后水冷，可以全部淬透，得到马氏体和少量残余奥氏体。

低碳马氏体(板条马氏体)：在光学显微镜下，板条马氏体为一束束相互平行的细长条状，在一个奥氏体晶粒内可有几束不同取向的马氏体群。

高碳马氏体(针状马氏体)：在光学显微镜下，片状马氏体呈针状或竹业状，片间互不平行呈一定角度，其立体形态为双凸透镜状。

针的粗细决定于奥氏体晶粒的大小，通常其针细小，在光学显微镜下不能看清，称为隐针马氏体。

T10正常加热温度为760℃，若过热(温度820℃，为能了解其形态)，就可看到其针状的形貌。

5．碳钢的回火组织回火马氏体：形状同淬火态，但内部有碳化物，浸蚀后的颜色变暗。

回火曲氏体：原马氏体形态不可见，弥散的Fe3C析出，组织一般为灰暗色。

回火索氏体：在铁素体的基体上分布小颗粒状的渗碳体。

6．低碳钢渗碳后炉冷组织920℃渗碳后，表层的含碳量接近Acm线，逐渐降低，到心部为原始的低碳(或纯铁)，炉冷后得到平衡组织，从表到里，经过过共析(珠光体＋网状渗碳体)、共析(珠光体)、亚共析(铁素体＋珠光体)的逐渐过渡。

碳钢热处理后的基本组织观察碳钢热处理是一种重要的金属材料加工工艺，在工业应用中具有广泛的应用。

在热处理过程中，通过控制材料的加热、保温和冷却过程，可以改变碳钢的组织结构和性能，从而满足不同的工程要求。

碳钢热处理后的基本组织观察是研究碳钢热处理效果的重要手段之一、下面将从碳钢的基本组织和热处理方法两个方面来进行阐述。

碳钢的基本组织主要包括铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体。

铁素体是碳钢的基本组织，它具有良好的延展性和韧性。

在热处理过程中，通过加热和保温，可以使铁素体逐渐转变为珠光体。

珠光体是一种具有较高硬度和强度的组织，同时具有一定的韧性。

贝氏体和马氏体是高碳钢和合金钢中常见的组织。

贝氏体具有良好的切削性能和一定的韧性，而马氏体则具有更高的硬度和强度，但韧性较低。

在碳钢热处理后，可以通过金相显微镜等观察工具对其基本组织进行观察和分析。

金相显微镜可以放大碳钢的组织结构，同时还可以使用染色剂来突出不同的组织成分。

观察时可以选择不同的放大倍数和不同的观察角度，以获取更全面和详细的信息。

对于碳钢的热处理方法，常见的有正火、淬火和回火等。

正火是将钢件加热到适当温度，然后保温一段时间，最后慢速冷却。

这种热处理方法主要用于提高碳钢的硬度和强度，但会降低其韧性。

淬火是将钢件迅速加热到适当温度，然后迅速冷却。

这种热处理方法会使碳钢形成马氏体组织，从而大大提高其硬度和强度，但韧性较低。

回火是在淬火后再加热钢件到适当温度，然后保温一段时间，最后慢速冷却。

这种热处理方法可以调整碳钢的硬度和韧性，使其达到理想的综合性能。

在实际的碳钢热处理过程中，为了达到理想的组织和性能，需要控制好以下几个因素：加热温度、保温时间和冷却速度。

加热温度是指将钢件加热到的最高温度，不同的钢种和要求的组织结构需要不同的加热温度。

保温时间是指保持钢件在加热温度下的时间，它与钢件的尺寸和组织转变的速率有关。

冷却速度是指钢件冷却的速率，它决定了组织结构的类型和形成的量。

实验五 碳钢热处理后的显微组织观察一、 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、 实验设备及材料(1)光学金相显微镜；(2)碳钢经热处理后的组织试样；三、实验原理1.钢的退火和正火组织亚共析成分的碳钢经完全退火后得到接近于平衡状态的组织（见实验一图）。

过共析成分的碳钢球化退火后组织中的二次渗碳体及珠光体中的渗碳体呈颗粒状，如图一所示。

45钢正火后的组织（图二）比退火后的组织细，珠光体的相对量也比退火组织高，原因在于正火的冷却速度比退火的冷却速度大。

图一 T12钢球化退火 图二 45钢正火2.钢的淬火组织45钢加热到760℃（即A C1～A c3间，然后水中冷却（这种淬火称为不完全淬火），得到马氏体和铁素体组织，如图三所示。

图中呈暗色针状为马氏体，白色块状为铁素体。

45钢860℃正常淬火后组织为细小的马氏体，如图四所示。

45钢经1000℃过热淬火组织为粗大的马氏体，如图五所示。

45钢860℃油冷（V冷< V K）后的组织为亮白色的马氏体和呈暗黑色块状分布于晶界处的屈氏体，如图六所示。

T12钢正常加热温度淬火后的显微组织为细小的针状马氏体和白色的颗粒状渗碳体（图七）。

当淬火加热温度过高（如1000℃）时，显微组织出现粗大的马氏体，并有一定数量（15%～30%）的亮白色的残余奥氏体存在于马氏体针间（图八）。

图三 45钢760℃淬火 图四 45钢860℃淬火图五 45钢1000℃淬火 图六 45钢860℃油淬图七 T12钢780℃淬火 图八 T12钢1000℃淬火3.淬火后的回火组织钢经淬火后得到的马氏体和残余奥氏体均为不稳定组织，具有向稳定的铁素体和渗碳体的两相混合物组织转变的倾向。

通过回火，将淬火钢加热（低于A 1线温度），可促进这个转变过程的进行。

淬火钢经不同温度回火得到以下三种组织：（1）回火马氏体淬火钢经低温回火（150℃～250℃）后得到回火马氏体，因容易受浸蚀，故颜色比淬火马氏体深，呈暗黑色（图九）。