【材料课件】实验九碳钢热处理基本组织观察
碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定
680 677 680 682 690 695 700 700 700 700 700
835 835 796 760 750 721 743 － － － －
碳 素 工 具 钢
T7 T8 T10 T12 T13
回火时的加热、保温时间，应与回火温度结合起来考 虑。一般来说，低温回火时， 由于所得组织不稳定，内 应力消除不充分，为了稳定组织，消除内应力，使零件在 使用过程中性能与尺寸稳定，回火时间要长一些，一般不 少1.5～2小时。高温回火时间不宜过长，过长会使钢过分 软化，对有的钢种甚至造成严重的回火脆性，所以一般为 0.5～l小时。 3、冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序，一方面冷却速度耍大于临界 冷却速度，以保证得到马氏体，另一方面又希望冷却速度 不要太大，，以减小内应力，避免变形和开裂，为此，根 据c曲线考虑，淬火工件必须在过冷奥氏体最不稳定温度 范围(650~550℃)进行快冷，以超过临界冷却速度，而在 Ms(300～200℃)点以下，尽可能慢冷以减少内应力。为 保证淬火质量，应适当选用淬火介质和淬火方法。常用淬 火介质的特性见表6—2。
材料、材控专业
一、实验目的 1、了解碳钢的热处理操作； 2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对 碳钢性能的影响； 3、观察热处理后钢的组织及其变化； 4、了解硬度计的原理，初步掌握洛氏硬度 计的使用。
二、概 述 （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。 普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。 钢加热到一定温度保温后缓慢冷却（通常随炉冷却） 至500℃以下空冷叫退火，得到接近平衡态的组织。奥 氏体化的钢在空气中冷却叫正火，得到先共析钢铁素体 （或渗碳体）加伪珠光体。过冷奥氏体快冷（大于临界 冷速）叫淬火，得到马氏体组织。淬火钢再加热到A1 以下会发生回火转变，随回火温度的升高分别得到回火 马氏体，回火屈氏体和回火索氏体。
碳钢热处理后组织观察_图文
45钢若加热到760C°，然后在水中冷却，这 种淬火称为不完全淬火。根据Fe-Fe3C相图可知， 在这个温度加热，部分铁素体未溶入奥氏体中，经 淬火后得到马氏体和铁素体组织。
4.碳钢淬火后的回火组织 淬火钢通常为马氏体和少量残余奥氏体组
织，经回火转变后，能够获得不同的组织。 低温回火获得回火马氏体，它是由含碳过
低碳钢淬火后的板条状马氏体。板条状马氏 体是由许多尺寸大致相同的细马氏体条平行排列 组成的马氏体，各束之间位向不同，且位向差较 大，一个奥氏体晶粒内可有几个马氏体束。板条 马氏体不仅具有较高的强度，同时还具有良好的 塑性和韧性。
含碳量大于1.0%的高碳钢过热淬火后， 得到针片状马氏体和残余奥氏体组织。针片 状马氏体在光学显微镜下，呈大小不一的针 状或片状，针片之间成一定角度。针片状马 氏体的硬度高，韧性差。在针片状马氏体之 间有奥氏体残存，即残余奥氏体（A’）。残 余奥氏体不易受硝酸酒精溶液的侵蚀，在显 微镜下呈白亮色，无固定形态。未经回火时 ，残余奥氏体与马氏体很难区别。都呈白亮 色，只有马氏体回火变暗以后，残余奥氏体 才能被辩认。
竹叶、针状 马氏体
闪电状马氏体 残余奥氏体
材 料： 1.3%C
状 态： 1100 °C水淬
组 织： 竹叶、针状、闪电状马氏体+残余奥氏体 放大倍数： 400X 侵蚀剂：3-4%硝酸酒精溶液
45钢正火400X
45钢860C°水淬 400X
45钢860C°油淬 400X
45钢860C°水淬400C°回火 400X
竹叶、针状马氏体+残余奥氏体
侵蚀剂 3-4%硝酸酒精溶液 3-4%硝酸酒精溶液 3-4%硝酸酒精溶液 3-4%硝酸酒精溶液
碳钢热处理基本组织观察
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。
碳钢的热处理工艺操作组织观察及硬度测定综合实验PPT课件
(碳钢热处理后的组织观察)
1
一、实验目的
（1）了解碳钢的热处理操作； （2）研究加热温度、冷却速度、回火温度
对碳钢性能的影响；
（3）观察热处理后钢的组织及其变化；
（4）了解硬度计的原理，初步掌握洛氏硬 度计的使用。
2
3
二、实验原理
1、组织转变规律： （1）加热参数的选择：目的是为了得到奥氏体，
8、 T12钢920 ℃水淬：M粗大+A′
9、 T12钢球化退火：P球状 10、40Cr 860 ℃汕淬： M 11、GCr15 780 ℃油淬： M隐晶+Fe3C
8
材料名称：20钢 处理过程：920℃水淬 金相组织 ：M板条 放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
9
材料名称：0× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
因为钢的最终组织珠光体、贝氏体和马氏体都是 由奥氏体转变来的。（根据Fe---Fe3C相图确定） （2）保温参数的选择：目的是为了使奥氏体均匀 化。 （3）冷却参数的选择：是改变组织与性能的重要 因素。（根据钢的连续冷却转变曲线来确定钢热 处理后的基本组织）。
4
A1
水 冷 Vk 油 冷
空冷
炉冷
放大倍数：500×
浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
14
材料名称：45钢
处理过程:780℃水淬
金相组织 ：F未溶+M 放大倍数：500×
浸蚀剂：3--5％硝酸酒精 15
材料名称：T12钢
处理过程：780℃水淬
金相组织 ：M隐晶+ Fe3C颗粒 放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
16
结束语
碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
与过冷奥氏体等温转变得到的屈氏体、 索氏体相比，在强度、硬度相同的同时，回 火屈氏体、回火索氏体的塑性和韧性更好， 原因是回火屈氏体、回火索氏体的渗碳体是 粒状的而后者为片状。
• 材料：经过不同热处理后金相试样一套
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碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
什么是碳钢的热处理?
➢ 热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定的时
间，然后以预定的方式冷却下来的一种热加工工艺。包含有 “四火”：退火、正火、淬火和回火。
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碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线
•0
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碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
•过冷奥氏体等温转变产物
温度
A1~650℃ 650~600℃ 600~550℃ 550~350℃ 350 ℃ ~MS
Ms~MF
显微组织
性能
珠 光 体是 P 索氏体 S
片层间距：0. 3μm 片层间距：0.1~0. 3μm
碳钢的热处理后组织观 察(PPT30页)
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2020/11/30
碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
• 实验目的
• 观察和研究碳钢经不同热处理后显 微组织的特点；
• 了解热处理工艺对钢组织和性能的 影响
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碳钢的热处理后组织观察(PPT30页)
• 实验仪器与材料
• 仪器： XJP-3A( 双目 ) 金相显微镜； XJP-3C( 双目 ) 金相显微镜；
碳钢热处理后的显微组织观察与分析
碳钢热处理后的显微组织观察与分析
一、研究背景
碳钢是一种广泛应用的材料，具有高强度、良好的塑性、耐腐蚀性，以及较低的成本等优点。
狭义的碳钢是指碳含量不高于2.06%的钢，一般指碳含量在0.25~2.06%之间的碳素低合金钢，简称碳钢。
碳钢的力学性能极大程度上受组织影响，因此，碳钢的热处理是提高其力学性能的关键手段。
二、热处理方法
碳钢在热处理过程中，主要是正火、回火、淬火和回火等，根据加工目的和钢种的不同，还有退火和淬拔，等等。
1.正火：正火是指把钢从室温升温到一定的温度（相当于细化、强化钢组织）后，室温或其他低温下的冷却过程。
将钢置于明火中加热，加热到一定温度（软化温度），停止着火，让钢自然冷却（细化钢组织）。
2.回火：回火是指将钢比正火温度高一点加热，然后用较低温度的流体（水、油等）冷却（增强钢组织）。
回火可以改善零件的机械性能，使其获得更高的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率等。
3.淬火：淬火是把钢加热到一定的高温，然后用水、油、空气等低温流体进行冷却，使钢获得更高的强度、延展性和硬度。
碳钢的热处理及非平衡组织观察
碳钢的热处理及非平衡组织观察碳钢是指含有0.02%至2.11%碳的铁碳合金，是最常见的钢材之一、热处理是通过加热和冷却等工艺来改变材料的物理和力学性能的过程。
在碳钢的热处理中，常见的工艺包括退火、正火、淬火和回火等，各个工艺对应的非平衡组织观察也有所不同。
首先是退火工艺。
退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。
通过退火处理，碳钢中的过饱和固溶体会形成晶粒，同时还能消除应力和负的显微组织。
在退火过程中，可以观察到一些非平衡组织。
例如，在较高温度下（通常在固溶体区域内），钢材中的过饱和固溶体形成的亚结构可以通过电子显微镜进行观察。
此外，通过退火处理，钢材中的非均匀位错分布和析出相等也可以被观察到。
其次是正火工艺。
正火是将钢材加热到一定温度，然后用适当速度冷却的过程。
正火处理在提高材料硬度和强度方面非常有效。
在正火过程中，可以观察到非平衡组织的形成。
例如，在冷却速率较高的情况下，钢材中会形成马氏体，在金相显微镜下可以观察到马氏体的形貌和分布。
此外，正火处理还可以导致一些晶体缺陷的形成，如晶界偏析、位错堆积等，这些缺陷可以通过电子显微镜和X射线衍射来观察。
然后是淬火工艺。
淬火是将钢材加热至临界温度以上，然后迅速冷却的过程。
淬火处理可以获得高硬度和高强度的钢材。
在淬火过程中，可以观察到许多非平衡组织。
例如，在冷却速率非常快的情况下，钢材中的奥氏体会发生相变，形成马氏体。
在金相显微镜下，可以观察到马氏体的形貌和分布，并通过衍射技术来分析其结构。
最后是回火工艺。
回火是将淬火后的钢材再次加热至较低温度，然后适当冷却的过程。
回火处理可以改善淬火后的钢材的韧性和稳定性。
在回火过程中，可以观察到一些非平衡组织的形成和变化。
例如，在回火温度较高的情况下，马氏体会开始分解，形成回火马氏体和残留奥氏体。
通过金相显微镜和衍射技术，可以观察到这些非平衡组织的形貌和分布，并进一步分析其对材料性能的影响。
综上所述，碳钢的热处理对材料的物理和力学性能具有显著的影响。
热处理后碳钢显微组织的观察和分析
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。
【精品课件】碳钢热处理后的基本组织观察
图2 T12钢的球化退火组织 500X
【精品课件】碳钢热处理后的基本组 织观察
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1. 正火 ① Ac3（或Acm）+30～50℃ ② 保温 ③ 空冷 2. 与退火相比 ① P片层较细 ② F晶粒较细小 ③ 强度和硬度较高
【精品课件】碳钢热处理后的基本组 织观察
正火组织
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•淬火组织
•图5 低碳钢淬火组织 200X
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图6 T8钢下贝氏体（针状） 500X
【精品课件】碳钢热处理后的基本组 织观察
1. 回火 • 使不稳定淬火组织转变为较为稳定的组织，改善淬火钢的性能 • 低温回火：回火马氏体 • 中温回火：回火屈氏体 • 高温回火：回火索氏体
奥氏体化的加热温度; ③ 再根据四种材料的CCT曲线设计不同冷却方式； ④ 选用多组试样进行热处理实验; ⑤ 对热处理后的试样进行金相试样制备; ⑥ 在金相显微镜下观察各组试样的金相组织，描绘其组织特征。
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六、实验报告要求
• 1. 描绘各种组织的几何形貌特征。 • 2. 叙述珠光体、铁素体、贝氏体、马氏体和回火马氏体等组织的
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【精品课件】碳钢热处理后的基本组 织观察
•回火组织
•图7 45钢水淬后200回火组织 500X
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图8 45钢水淬后400回火组织500X
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五、实验方法和步骤
① 将各种材料的试样进行钢印编号，记录下不同材料的编号； ② 查阅热处理手册确定不同材料的临界转变点从而设定四种试样
工程材料碳钢的热处理操作、组织观察
材控、材料专业
实验目的
运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备， 通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到 进一步深化课堂内容，并提高分析问题和解决问题的能力。 通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学 会操作一些必要的仪器和设备： 1、了解碳钢的热处理操作； 2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影 响； 3、观察热处理后钢的组织及其变化； 4、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。 5、提高综合分析问题的能力。
• (3) 化学浸蚀 • 试样在浸蚀剂作用下，组织中电位低的部 分为阳极，电位高的部分为阴极，低电位 处于溶解较快而呈现凹陷从而显示出组织 特征。碳钢常用3~4%硝酸酒精溶液浸蚀。 • 3．组织观察
三、实验仪器设备
• 箱式电炉、硬度计、抛光机、金相显微镜、 图像采集系统。
四、实验内容与操作
• （一）钢的热处理
二、实验项目概述
• 1．钢的热处理 • 热处理是将钢加热到一定温度，经过一定时间的 保温，然后以一定速度冷却下来的操作，通过这 样的工艺过程钢的组织和性能将发生改变。 • 通常加热、保温的目的是为了得到成分均匀的细 小的奥氏体晶粒，亚共析碳钢的完全退火、正火、 淬火的加热温度范围是AC3+30~50℃，过共析钢 的球化退火及淬火加热温度是AC1+30~50℃，过 共析钢的正火温度是ACcm+30~50℃，保温时间 根据钢种，工件尺寸大小，炉子加热类型等由经 验公式决定。工磨样 • 试样在金相砂纸上由粗到细磨制。磨样时用力均匀，待磨 面上旧磨痕消失，新磨痕均匀一致时就更换细一号的砂纸， 并且试样转90o再磨。一般磨制到4号（粒度800）砂纸即 可。 • (2) 抛光 • 本实验采用化学抛光与机械抛光相结合的方法。PG－2金 相制样抛光机 • 化学抛光：靠化学药剂对试样表面不均匀溶解而得到光亮 的抛光面，凸起部分溶解速度快，而凹下部分溶解速度慢。 具体操作是用竹筷夹住浸有抛光剂的棉球均匀的擦试磨面， 待磨痕基本去掉后，立即用水冲洗。 • 机械抛光：在专用的抛光机上进行，抛光织物（如呢料、 金丝绒等）固定在抛光盘上，洒以抛光粉悬浮液，试样轻 压于旋转的抛光盘上。靠嵌于抛光织物中的抛光粉的磨削 作用和滚压作用，得到平整、光亮无划痕的磨面。
碳钢热处理后组织观察
碳钢热处理后组织观察与分析一：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C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l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。
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860℃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，如T8钢在550~350℃及350℃~ 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。
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片层状组织，当转变量不多时，在光学显微镜下可看到成束的铁素体在奥氏体晶界内伸展，具有羽毛状特性，如图7所示。
热处理后碳钢显微组织的观察与分析课件
观察和分析热处理后碳钢的 显微组织对于了解材料性能 、优化热处理工艺和实现材 料的高效利用具有重要意义 。
研究目的与意义
研究目的
通过对热处理后碳钢显微组织的观察和分析，探究热处理工艺对碳钢显微组织的影响规律，为优化热处理工艺和 提高材料性能提供理论依据。
研究意义
通过对碳钢热处理后显微组织的深入研究，有助于提高对碳钢材料性能的认识，优化热处理工艺，实现碳钢材料 的高效利用，对于工业和建筑领域的发展具有重要意义。
指材料在抵抗外部作用下，不发生屈服、断裂 等失效现象的能力。
硬度
指材料表面抵抗变形、划痕等机械作用的能力 。
关系
强度和硬度在碳钢的热处理过程中有密切的关系，通常硬度提高会伴随着强度 的增加。
韧性指标与显微组织的关系
韧性指标
衡量材料在冲击、震动等动载作用下，吸收能量并阻止断裂的能 力。
显微组织
指材料微观结构，如晶粒大小、相组成、微观缺陷等。
06
结论与展望
研究结论总结
01
热处理对碳钢显微组织有显著影 响。
02
经过热处理后，碳钢的晶粒尺寸 和微观结构都发生了变化。
热处理过程中的温度和时间是影 响碳钢显微组织的重要因素。
03
通过对比实验，发现采用不同的 热处理工艺会对碳钢的性能产生
不同的影响。
04
研究不足与展望
01 02 03 04
本次研究主要集中在热处理对碳钢显微组织的影响，尚未涉及碳钢性 能的长期稳定性问题。
02
热处理工艺对碳钢显微组 织的影响
加热温度对碳钢显微组织的影响
加热温度过高
01
导致晶粒长大、组织粗化、降低材料的力学性能
加热温度过低
碳钢的热处理后组织观察
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。
碳钢热处理后的基本组织观察
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。
碳钢的热处理操作及组织观察
实验内容及步骤
• 按要求制定一种材料的热处理工艺；
• 按所要求的热处理工艺进行操作，测定 热处理后试样的硬度，做好记录；
• 观察热处理后试样的组织，并画出组织 示意图。
• 马氏体（M）是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体，可分为两大类即板条状马氏 体和片状马氏体。板条状马氏体 在光学显微镜下，板条状马氏体的形态 呈现一束束相互平行的细长条状马氏体群，在一个奥氏体晶粒内科有几束 不同取向的马氏体群。片状马氏体 在光学显微镜Байду номын сангаас，片状马氏体呈现针 状或竹叶状，其立方形态为双凸透镜状，
• 贝氏体（B）贝氏体也是铁素体和渗碳体的两相混合物，但其金相形态与 珠光体不同，因钢有成分和形成温度的不同，其组织形态主要有三种：上 贝氏体 是由成束平行排列的条状铁素体和条间断断续续地分布着细条状渗 碳体所组成。具有羽毛状特征。下贝氏体 是在具有一定过饱和的针状铁素 体的内部沉淀有碳化物的组织，由于下贝氏体易受腐蚀，所以在光学显微 镜下观察呈黑色针状 。粒状贝氏体的金相组织特征是较粗大的铁素体块内 有一些孤立的小岛状组织，它原先富碳的奥氏体区，其后来的转变可以有 三种情况a .分解为铁素体和碳化物；b. 发生马氏体转变；c. 仍然保持为富 碳的奥氏体。
• 回火马氏体（Mf）淬火马氏体经低温回火（150-250℃）后，仍保持 原有的形态，只是颜色比淬火马氏体深，析出与母相共格极小的弥散 的ε-碳化物或发生碳原子的偏。
• 回火屈氏体 淬火钢在350-500℃进行中温回火以后，得到回火屈氏体。 它的金相组织特征是：在铁素体基体上弥散分布着微小粒状渗碳体， 铁素体仍然保持着原来的板条状或片状马氏体形态，渗碳体颗粒很细 小，在光学显微镜下不易分辨清楚，故呈暗黑色
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实验九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。
实用材料往往可直接淬火，或渗碳后空冷正火，表层部分的渗碳体为颗粒状。
二、实验内容
①．观察45钢的正火组织，铁素体＋索氏体。
②．观察等温淬火组织，认识上、下贝氏体形貌特征。
③．观察淬火组织认识马氏体形态：20钢得到的板条马氏体，由45钢得到的混合马氏
体，T10钢过热淬火得到的粗大马氏体针。
④．正常淬火回火组织：T10钢正常淬火回火的组织为未溶颗粒状碳化物＋回火隐针马
氏体。
⑤．调质：中碳钢淬火后高温回火得到的回火索氏体。
⑥．渗碳后炉冷组织：从组织了解渗碳后碳含量的大致分布。
三、实验报告要求
画出5个以上观察到的组织示意图，注明材料、热处理过程、所得到的组织。
几种典型组织图：退火
贝氏体
马氏体
回火索氏体。