碳钢热处理后的组织与性能
- 格式：docx
- 大小：1016.29 KB
- 文档页数：3
实验一、碳钢热处理后的组织与性能（3学时）
一、实验目的：
1、了解热处理设备结构组成，掌握热处理的基本操作方法。
2、建立热处理工艺与钢的成分、组织及性能之间的关系。
二、实验内容：
（一）、热处理设备在实验室中由教师针对设备进行介绍及讲解。
（二）、热处理工艺参数的选择：
热处理工艺参数包括：加热温度、加热时间和冷却方式等。
各种钢的加热温度，都是根据钢的临界点A C1、A C3、A CCm、来确定的。
碳钢及低合金钢的加热经验公式如表2—1。
其加热时间通常根据零件的有效厚度来计算，但应考虑装炉量及装炉方式加以修正，其经验公式及数据如表2—2。
（三）、热处理后的组织结构类型：
1、珠光体：
珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，因热处理工艺不同，珠光体中的渗碳体具有不同的形态。
（1）、若热处理工艺为普通的退火或正火时，其显微组织为片层状，称为片状珠光体。
由于普通的退火或正火的冷却速度不同，因而珠光体的片间距离也不同，正火的冷却速度大于退火的冷却速度，因此正火后得到的组织比普通退火的细小，这些组织可能是索氏体或屈氏体。
根据片间距不同，珠光体类型的组织的性能也不同：
a、珠光体（P）：片间距离Δ0＞0.4μm,硬度为HB180左右它在光学显微镜下放大500
倍下,可清晰地看出片层状情况.
b、索氏体(S): 片间距离Δ0=0.2～0.4μm，硬度为HB250左右，放大1000～1500倍时
才能分辨出其片层状的特征。
c、屈氏体（T）：片间距离Δ0＜0.2μm，硬度为HB350～400左右，它需在电子显微镜
下放大5000倍以上才能分辨出片层状的特点。
T8钢退火获得的珠光体（HB206）20#钢淬火获得的板条马氏体（HRC48）（2）、马氏体：
马氏体是碳在α—Fe中的过饱和固溶体。
当钢的碳含量较低时，淬火后所得的是一束束尺寸大体相同的平行条状马氏体，称为板条马氏体，又叫低碳马氏体。
若含碳量较高时，淬火后得到的是针状马氏体，又叫高碳马氏体。
低碳马氏体具有足够的硬度、强度和高的塑性、韧性。
高碳马氏体硬度高，脆性大，塑性和韧性差。
45#钢淬火获得的马氏体（HRC58）T12钢淬火获得的马氏体及粒状渗碳体（HRC65）
（3）、残余奥氏体：
、残余奥氏体是钢在淬火过程中残留下来的未转变的过冷奥氏体，它与一般奥氏体在本质上无任何区别，它同样是碳在γ-Fe中的固溶体，其含碳量的多少与钢的含碳量及热处理工艺有关。
4、淬火钢回火后的组织：
淬火钢经不同温度回火得到不同转变产物。
（1）、回火马氏体：
淬火钢在低温（150～250℃）回火后的转变产物。
因为马氏体析出碳化物，马氏体的碳浓度降低，正方度减小。
回火马氏体比淬火马氏体更容易腐蚀，故在显微镜下呈现暗黑色。
回火马氏体硬而耐磨，强度高而韧性差。
（2）、回火屈氏体：
淬火钢在中温回火（350～500℃）回火后的转变产物。
其组织状态为极细的渗碳体和铁素体的机械混合物，但还保持了马氏体的方向性。
回火屈氏体的屈强比（бS／бb）高，弹性好。
（3）、回火索氏体：
淬火钢在高温（550～650℃）回火的转变产物。
其组织状态为粒状渗碳体和铁素体的机
械混合物，由于α相已进行了再结晶，因而无马氏体的方向性。
回火索氏体具有较高的综合机械性能。
淬火加高温回火的操作又称调质。
热处理后的组织及性能之间的关系是：奥氏体化后，随着冷却速度的增大，所得组织的硬度、强度提高而塑性、韧性降低。
淬火回火时，随着回火温度的升高，硬度和强度逐渐降低，而塑性、韧性逐步提高。
45#钢淬火后600℃回火获得的索氏体（HRC28）放大6800倍下的回火索氏体
三、实验步骤：
1、首先按照处理工艺规范进行退火、正火、淬火、回火（高、中、低）处理，每个人
完成其中的一项处理工艺过程。
2、处理后测定每个试样的硬度值，记入表8—3；
四、实验报告要求：
1、实验原始数据表（按表8—3的形式）。
2、比较分析各种热处理工艺条件下的试样组织特征。
3、分析珠光体型的索氏体、屈氏体与索氏体、回火屈氏体的组织、有什么不同，它们
在什么条件下获得的。
材料名称表8—3。
