材料制备与加工实验-金属部分-实验报告(样例)

成绩：
批阅人：
批阅日期：材料制备与加工实验
金属部分
实验报告
学号:
姓名:
班级:
2021
实验一 奥氏体晶粒度的测定 一、实验目的 1、熟悉奥氏体晶粒的显示和晶粒度的测定方法。

2、测定钢的实际晶粒度。

3、验证加热温度、保温时间对奥氏体晶粒长大的影响规律。

二、实验结果与分析
1、测定奥氏体晶粒度的目的：
（1）由于奥氏体晶粒的大小直接影响钢冷却后所得到的组织和性能。

因此通过对奥氏体 晶粒度的测定，可以对钢的有关性能做出评估。

（2）本质晶粒的测定。

其实质是测定钢加热及保温时晶粒长大的 ，为确定热处理的加热温度和保温时间提供依据。

以保证获得细小的奥氏体晶粒。

2、奥氏体晶粒大小对组织和性能有什么影响？列举显示奥氏体晶粒的方法。

3、写出奥氏体晶粒显示方法、显微组织并评级 (100×)。

（1）45钢860℃空冷，正火法 晶粒度级别 ；黑块为 ；白网为
（2）40Cr 淬火+高温回火 热蚀法 晶粒度级别 ；黑网为 ；基体组织为
（3）45钢850℃油淬，一端淬火法 晶粒度级别 ；黑网为 ；基体组织为
4、将相关照片放在本部分，并依据国标判定晶粒度级别。

（题目4提交电子版报告）
100× 100× 100×
实验二碳钢及合金钢热处理组织的观察与分析
一、实验目的
1、观察分析片状、球状珠光体的形态，了解不同含碳量及不同温度处理时珠光体的形态特征。

2、观察并分析钢的贝氏体组织形态。

3、观察各类型马氏体的组织形态。

了解钢化学成分对马氏体形态与性能的影响。

熟悉回火对淬火钢组织及性能的影响。

二、实验结果与分析
1、判断下列照片中的材料标识是否正确（括号中填是或否），如不正确，请填写正确的钢号（备注：均为退火态，4%硝酸酒精溶液浸蚀）。

08钢（）若否，为钢20钢（）若否，为钢
45钢（）若否，为钢65钢（）若否，为钢
2、依据下图碳钢退火态组织形貌，确定此碳钢的碳含量。

3、贝氏体是钢经奥氏体化后，过冷到中温区转变的产物，就其组织组成而言，仍然是与的混合物，但其金相形态与珠光体不同。

4、板条状马氏体的立体形态为细长的板条状，其横截面为近似。

片状马氏体的立体形态为，在光学显微镜下常观察到的是它的，故呈现针状或竹叶状，故又称为针状马氏体。

5、当奥氏体含碳量小于0.2%时淬火组织几乎全部是条状马氏体。

当奥氏体含量大于1%的钢，淬火时几乎完全得到状马氏体。

含碳量在0.2~0.4%之间时以条状马氏体为主（占80%以上），含碳量在0.4~0.8%之间时为状+ 状马氏体的混合型组织。

因此低碳钢淬火基本上得到状马氏体，中碳钢淬火基本上得到状+ 状的混合型马氏体，高碳钢淬火基本上得到状马氏体。

6、马氏体组织的粗细取决于奥氏体晶粒的大小而奥氏体晶粒的大小又取决于加热温度。

如高碳钢在正常温度下淬火加热，淬火后可得到细小针状马氏体，在光学显微镜下呈布纹状，仅能隐约见其针状，故又称为马氏体。

当淬火温度提高，奥氏体晶粒粗大，则得到粗大的马氏体。

7、淬火钢在回火过程中性能的变化是和其组织的变化相联系的，淬火钢的组织一般由
和组成，但含碳量低于0.6%以下时量很少。

20~100℃，碳原子向位错线附近的间隙位置偏聚，或在孪晶面上形成富碳聚集区域。

100~250℃，马氏体分解，其内过饱和碳原子脱溶，沉淀析出与母相共格的亚稳。

200~300℃，残余奥氏体分解，转变为或。

250~400℃，碳化物类型变化，由ε-碳化物转变为 （即渗碳体）。

400~700℃，α相，渗碳体球化和粗化，即α相随回火温度的升高，将由原针状或条状逐渐变为多边形的α晶粒，而渗碳体则被球化并逐渐长大。

合金钢回火的基本规律与碳钢相同。

但因合金元素对回火转变起作用，提高了钢的回火稳定性，使钢的硬度随回火温度的升高而下降的程度减弱，在某些碳化物形成元素作用下，甚至出现二次硬化现象。

8、分析下贝氏体与针状回火马氏体在组织（金相显微镜下）、性能和热处理工艺上的异同点（400×）。

高碳钢等温水淬高碳钢水淬后200℃回火
9、为什么重要的工件需要进行调质处理而不是仅仅进行正火处理？
10、依据下图说明经渗碳处理后过共析层、共析渗碳层、过渡层及心部的组织特点。

（1）过共析层
在零件最表层，碳浓度最高，一般正常渗碳工艺下，含碳量约在0.8wt％～1.1wt％。

高倍下可清晰地观察到在层片状基体上分布有白色颗粒状的或呈网状分布在原奥氏体的晶界上的。

（2）共析层
共析层是紧接过共析层后面出现的一层珠光体。

共析层中珠光体片间距大小，将视零件的冷却速度而定。

渗碳后，空冷速度愈大，则珠光体的片间距愈，硬度亦越。

这一层中的含碳量，并非各处都属共析成分，而是由表及里地逐渐降低的。

含碳略高于或略稍低于共析成分的奥氏体，在一般生产所采用的冷却条件下，将会形成组织，当冷却速度愈大时，“共析层”则将愈宽。

（3）亚共析过渡层
这一层是紧接共析层的，从开始析出铁素体起，一直延伸过渡到与心部组织交界处为止。

它离表面较远，含碳浓度低于共析，且随着深度的增加而减少，一直过渡到心部低碳成分为止。

因此这一层组织随深度的增加，数量不断减少，而铁素体数量不断上升。

（4）心部组织
原材料的组织，为及。

对某些合金元素较高的钢，虽在渗碳后进行缓冷，还是得不到平衡组织，而出现马氏体或贝氏体等组织。

11、观察各试样的组织，分析其组织特点。

（题目11提交电子版报告）
实验三 45钢的“四把火”
一、实验目的
1. 掌握金相试样的制备过程和基本方法，熟悉金相显微组织的显示方法。

2. 熟悉碳钢热处理工艺过程和所用设备，研究不同冷却速度与钢性能的关系。

二、实验结果与分析
依据45钢的相关参数信息，设定其退火、正火、淬火及回火工艺，将相关的分析及结果列于本部分。