实验三、渗碳件的金相
实验三、渗碳件的金相
剥层分析法 ：
在试样上每0.05~0.1mm剥层进行定碳分 析。这种方法较精确，但很麻烦。
金相法 ：
是生产上常用的方法。试块一般是退火状态，使 其得到平衡组织。如已经淬火，则必需作退火或等温 退火处理。金相试样磨制后，用4%的硝酸酒精侵蚀， 再在显微镜下放大100倍测量。目前对测量渗碳层深度 的标准还不一致，对于碳素钢，将过共析层+共析层 +1/2亚共析过渡层之和作为渗碳层深度，对于合金结 构钢，将过共析层+共析层+亚共析过渡层三者的总和 作为渗碳层。
它是渗碳介质在工件表面产生活性碳原子经过表面吸收和扩散将碳渗到低碳钢或低碳合金钢工件表层使其达到共析或略高于共析成分时的含碳量以便将工件淬火和低温回火后其表层的硬度强度特别是疲劳强度和耐磨性较心部都有显著的提高而心部仍保持一定的强度和良好的韧性
实验二 渗碳件的金相检验
一、实验目的
1、熟悉渗碳零件渗碳层深度的测量方法。 2、熟悉根据齿轮渗碳金相组织标准评定渗碳 组织的方法。
马氏体根据其针状大小确定，残余奥氏 体根据数量的多少确定。一般分为8级。1~5 级合格。在放大400倍下检查，检查部位以齿 面的节圆附近为准。
心部铁素体
合金钢的心部组织应为低碳马氏体。若 游离铁素体过多会使心部强度大大降低，造成 零件早期破坏。所以，原则上渗碳件心部自由 铁素体越少越好。一般分为8级，小模数的齿 轮1~4级合格。模数大于5时，1~5级合格。大 于5级就要返修。测量轮齿中心线上距齿顶2/3 高处为准。
低碳钢或低碳合金钢渗碳后缓冷表层 至心部的组织为: P+Fe3C→P → P+F →心部组织(P+F)
等温淬火法 ：
渗碳钢的热处理知识点总结
一、渗碳钢的热处理工序用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。
渗碳钢的主要热处理工序一般是在渗碳之后再进行淬火和低温回火。
处理后零件的心部为具有足够强度和韧性的低碳马氏体组织，表层为硬而耐磨的回火马氏体和一定量的细小碳化物组织。
有些结构零件，是在承受较强烈的冲击作用和受磨损的条件下进行工作的，例如汽车、拖拉机上的变速箱齿轮，内燃机上的凸轮、活塞销等。
根据工作条件，要求这些零件具有高的表面硬度和耐磨性，而心部则要求有较高的强度和适当的韧性，即要求工件“表硬里韧”的性能。
为了兼顾上述双重性能，可以采用低碳钢通过渗碳淬火及低温回火来达到，此时零件心部是低碳钢淬火组织，保证了高韧性和足够的强度，而表层(在一定的深度)则具有高碳量(0.85%～1.05%)，经淬火后有很高的硬度(HRC>60)，并可获得良好的耐磨性。
二、渗碳钢的成分特点渗碳钢的含碳量一般都很低(在 0.15%～0.25%之间)，属于低碳钢，这样的碳含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性。
为了提高钢的心部的强度，可在钢中加入一定数量的合金元素，如Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、B等。
其中 Cr、Mn、Ni 等合金元素所起的主要作用是增加钢的淬透性，使其在淬火和低温回火后表层和心部组织得到强化。
另外，少量的Mo、W、Ti等碳化物形成元素，可形成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒、抑制钢件在渗碳时发生过热的作用。
微量的B(0.001%～0.004%)能强烈地增加合金渗碳钢的淬透性。
渗碳钢的分类根据淬透性或强度等级的不同，合金渗碳钢分为三类。
低淬透性合金渗碳钢即低强度渗碳钢(抗拉强度≤800MPa)，如15Cr、20Cr、15Mn2、20Mn2等。
这类钢淬透性低，经渗碳、淬火与低温回火后心部强度较低且强度与韧性配合较差。
主要用于制造受力较小，强度要求不高的耐磨零件，如柴油机的凸轮轴、活塞销、滑块、小齿轮等。
这类钢渗碳时心部晶粒易于长大，特别是锰钢。
渗层厚度的测定
金相法渗层厚度的测定一、实验目的1)了解渗碳、渗氮工艺及渗碳后热处理的组织特征。
2)掌握金相法测定渗层深度的方法。
二、原理概述渗碳是将钢件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体区，保温一定时间使碳原子渗入钢件表面层的热处理工艺。
渗碳的目的是使钢件获得硬而耐磨的表面，同时又使心部保持一定的韧性和强度。
对于进行渗碳的钢材是碳的质量分数一般都小于0．3％的低碳钢和低碳合金钢，渗碳后的工件主要用于受严重磨损和较大冲击载荷的零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴等。
渗碳温度一般取860～930℃，不仅使钢处于奥氏体状态，而又不使奥氏体晶粒显著长大。
近年来，为了提高渗碳速度，也有将渗碳温度提高到1000℃左右的，渗碳层的深度根据钢件的性能要求决定，一般为l mm左右。
按照渗碳介质的状态，可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种，常用固体和气体渗碳。
渗氮又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。
其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内, 渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
目前生产中多采用气体渗氮法。
1．渗碳工艺将渗碳件置入具有活性碳气氛中加热到860～930℃，保温一定时间，再将渗碳后的钢件按照性能要求不同，进行不同的热处理工艺有直接淬火、一次淬火和二次淬火三种。
做热处理的人都要知道的金相组织图
做热处理的人都要知道的金相组织图搞热处理和材料这么多年，下面这15个金相组织搞不清楚，等于白混了！！1.奥氏体定义：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征：奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时，Ni,Mn等，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。
2.铁素体定义：碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征：亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体定义：碳与铁形成的一种化合物特征：渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
•在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状•过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状•铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状4.珠光体定义：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征：珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
•在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
•在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
渗碳体金相颜色-概述说明以及解释
渗碳体金相颜色-概述说明以及解释1.引言1.1 概述渗碳体金相颜色是金属材料在经过渗碳处理后所形成的一种特殊金相结构，其具有特定的颜色特征。
渗碳体金相颜色的形成与材料的化学成分、处理工艺以及显微组织等诸多因素密切相关。
随着工业的发展和技术的进步，渗碳处理作为一种重要的金属表面处理方法，被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等行业领域。
渗碳体的形成与金属材料的基体元素之间的相互作用密切相关，通过将含有碳源的气体或液体浸渍到金属材料表面，使碳原子在金属表面扩散，与基体元素发生反应，形成一定深度的渗碳层。
这种渗碳层中所含的碳元素与基体元素之间的化学反应，将会改变材料的组织结构，形成独特的金相组织。
渗碳体金相颜色的原理则与金相组织中的晶体结构、晶格缺陷以及金属晶界等因素密切相关。
不同的晶格缺陷和晶界会对光的吸收和反射产生不同的影响，从而形成不同的颜色特征。
例如，在渗碳体金相结构中，当晶体结构经历渗碳处理后，碳元素会影响晶体的晶格缺陷，从而使得金属材料呈现出诸如深褐色、紫铜色、蓝色等多种不同的金相颜色。
渗碳体金相颜色在材料工程领域具有广泛的应用价值。
通过观察和分析渗碳体金相颜色，可以了解材料的渗碳层厚度、组织结构以及材料的性能特点。
这对于材料的工艺控制、质量检测以及性能改进具有重要意义。
此外，渗碳体金相颜色的研究也为新材料的开发和应用提供了理论指导和实验基础。
然而，渗碳体金相颜色的研究仍处于初级阶段，尚有很多问题亟待解决。
比如，如何通过调节处理工艺和材料组成来控制渗碳体金相颜色的形成，如何准确测量和表征金相颜色等。
因此，未来的研究需要进一步探索渗碳体金相颜色的机理和特性，从而为材料科学和工程技术的发展做出更大的贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：2. 正文2.1 渗碳体的形成2.2 渗碳体金相颜色的原理首先，在本文的正文部分将详细介绍渗碳体金相颜色的相关知识。
其中，2.1节将探讨渗碳体的形成机制，包括渗碳体的定义、形成条件以及常见的形成方法等内容。
经典金相图片精解-渗碳和碳氮共渗金相级别
名称：渗碳齿轮铁素体级别 级别：2级 金相组织：微量铁素体
腐蚀剂：2~5%硝酸酒精溶液
放大倍数：400X
名称：渗碳齿轮铁素体级别 级别：3级 金相组织：少量细条状或小块
铁素体
腐蚀剂：2~5%硝酸酒精溶液 放大倍数：400X
名称：渗碳齿轮铁素体级别 级别：4级 金相组织：少量条状及小块状
铁素体
腐蚀剂：2~5%硝酸酒精溶液 放大倍数：400X
放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层碳化物 级别：6级 金相组织：碳化物呈大块状、 有断续网状 腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液
放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层碳化物 级别：7级 金相组织：碳化物呈连续
网状
腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液 放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层碳化物 级别：8级 金相组织：碳化物呈粗大
网状
腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液 放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层马氏体 及残余奥氏体级别 级别：1级
腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液
放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层马氏体 及残余奥氏体级别 级别：2级
腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液
放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层马氏体 及残余奥氏体级别 级别：3级
腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液
酒精溶液
放大倍数：100X
名称：齿轮渗碳层测量标准
处理过程：渗碳后退火
测量方法：由表层测到心部 腐蚀剂：4%硝酸+4%苦味酸酒精溶液 放大倍数：100X
名称：齿轮渗碳层碳化物 级别：1级 金相组织：碳化物少、 呈细小粒状分布 腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液 放大倍数：400X
名称：齿轮渗碳层碳化物 级别：2级 金相组织：碳化物呈细小 粒状分布 腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液 放大倍数：400X
实验3-钢中带状组织、魏氏组织、游离渗碳体的组织观察与检验
10钢退火 500x
3、游离渗碳体的形成原因、危害及消除
08钢退火 500x
4、参考标准：GB/T 13299-1991 钢的显微组织评定方法
实验三 钢中带状组织、魏氏组织、 游离渗碳体的组织观察与检验
一、实验目的及要求
1．掌握钢中带状组织组织的观察与检 验。
2．掌握钢中魏氏组织的观察与检验。 3．掌握钢中游离渗碳体的观察与检验。
a） 由成分偏析引起。碳素钢带状组织的存在多数是由成分偏析引起。
b）由热加工温度不当引起。
1、带状组织的形成原因、危害及消除
一般来说：带状组织使钢有明显的各向异性，在垂直于轧 制方向（即垂直于带状组织方向）的伸长率δ、断面收缩 率ψ及冲击韧度αk降低。带状组织对钢的屈服点σs和抗拉 强度σb影响不大。
消除的措施要从产生的原因上着手，一是控制热处理加 热温度，二是控制冷速。
3、游离渗碳体的形成原因、危害及消除
10钢退火 500x
3、游离渗碳体的形成原因、危害及消除
低碳钢在退火温度较高或者坯料热轧后缓慢冷却后在 晶粒内或者晶界上出现的颗粒状碳化物。一般认为：碳含量
≤0.15 低碳退火钢板中的游离渗碳体主要是珠光体转变产物，其中也会有三 次渗碳体的存在；而极低碳钢中的游离渗碳体就是三次渗碳体。
3、根据标准判断试样的带状组织、 魏氏组织、游离渗碳体级别。
28MnCr钢轧制状态 100X
Q345钢轧制状态 100X
45钢正火状态 100X
40Cr钢正火状态 100X
05钢退火状态 500X
10钢轧后退火状态 500X
游离渗碳体有A、B、C三种类别。A系列均匀分布，严重 时趋于网状；B系列呈点状或者细小粒状，严重时趋于链状； C系列系列呈点状或者细小粒状，有变形方向取向。
20Cr渗碳淬火金相检验
金相图谱图册内容汽车渗碳齿轮金相检验图片JB1675-75汽车渗碳齿轮金相检验（JB1673-75）本标准适用于15Cr、20Cr、40CrMo、18CrMnTi、20CrMnTi、12Cr2Ni4A和20Cr2Ni1A等钢制造的汽车渗碳齿轮的金相组织和渗碳层深度的检验。
一、技术要求1.渗碳层深度：按产品图样规定。
渗碳层深度包括过共析层，共析层及过渡区域，即由表面起到心部组织为渗碳层深度包括过共析层及共析层的深度系指由表面起到出现显著铁素体处为止。
面层含碳量应大于0.8%。
渗碳层中过共析层和共析层深度应为渗碳层总深度的50~75%。
2.渗碳层的金相组织应为马氏体，残余奥氏体及碳化物。
（1）碳化物：按本标准碳化物级别图评定。
常啮合齿轮1~6级合格；换档齿轮1~5级合格。
（2）马氏体及残余奥氏体：按本标准马氏体及残余奥氏体级别图评定。
对马氏体针状大小、残余奥氏体的多少，应分级进行平定，1~5级合格。
3.心部组织应为低碳马氏体，允许有托氏体、铁素体、铁素体含量按本标准铁素体级别图进行评定，模数小于或等于5的1~4级合格；模数大于5的1~5级合格。
4.表面及心部硬度：齿的表面硬度为HRC58~64，心部硬度为HRC33~48。
二、检验方法5.取样部位及检验方法：（1）取样部位：试样应在齿的横断面切取（垂直于齿的工作面），包括有齿顶到齿根的整个部位。
（2）渗碳层深度的测量方法：渗碳层深度在放大100倍下测量，测量部位应包括齿顶、齿根及节圆附近三处。
齿顶部的渗碳层深度允许超过图样规定的上限。
（3）马氏体及残余奥氏体在放大400倍下检查。
检查部位在齿面的节圆附近为准。
（4）碳化物检查部位：以齿顶角及工作面为准。
（5）心部硬度及心部组织检查部位：在距齿顶三分之二的齿全高处，如图1：（6）表面硬度：以齿顶或齿端面为准。
6.渗碳层深度的测量方法：从试样表面测至心部组织处。
见图2渗碳层测量图。
渗碳层的测量应在平衡组织状态下进行。
实验三 金相样品的制备与显示
实验三、金相样品的制备与显示一、实验目的1. 掌握金相样品制备的一般方法和原理2. 熟悉常用金属材料金相显微组织显示方法3. 了解金相样品制备的其他方法二、样品制备金相试样的制备过程一般包括取样、镶嵌、磨制、抛光和浸蚀等5个步骤，制备好的试样应能观察到真实组织，无磨痕、麻点与水迹，并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱落。
否则，将会严重影响显微分析的正确性。
1. 取样选取试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法、检验的目的、技术条件或双方协议的规定进行。
垂直于锻轧方向的横截面可以研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。
平行于锻轧方向的纵截面可以研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。
当检查金属的破损原因时，可以在破损处取样或在其附件的正常部位取样进行比较。
金相试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准，通常采用直径15～20mm 、高15～20mm 的圆柱体或连长15～20mm 的立方体。
对于不同性质的材料，试样截取方法不同，可用手锯、砂轮切割机、显微切片机、线切割、化学切割装置、电火花切割机、剪切、锯、刨、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。
硬而脆的金属可以用锤击法取样，软的金属材料可用锯、刨、车等方法。
不论用哪种方法取样，均应注意避免截取方法对组织的影响，如变形、过热等。
根据不同方法应在切割边去除这些影响，也可在切割时采取预防措施，如水冷等。
2. 镶嵌若试样过于细薄（如薄纸、细线材、细管材等）或试样过软、易碎，或需检验边缘组织为便于在自动磨光和抛光机上研磨的试样，可采用下列方法之一镶嵌试样，所选用的镶嵌方法均不得改变原始组织。
（1）机械镶嵌法将试样镶入钢圈或钢夹内，如图所示注意：（1）试样与钢圈或钢夹紧密接触。
钢圈或钢夹的硬度应接近于试样的硬度。
渗碳层深度检验方法(金相法)
渗碳层深度检测方法——金相法1金相试样的制备1.1 取样1.1.1取样原则表面处理零件的检验要求试样取自与处理表面相垂直的横截面，磨面必须平整不可有倒角、卷边，否则会导致处理层厚度的错误测试结果。
取样一般应遵循下述原则。
1）代表性。
对局部进行化学热处理的零件，必须在经表面处理过的部位取样。
对于大尺寸的零件，可在附带随炉试块上进行取样。
必要时在事务上取样，以利于对比分析。
2）重要性。
选择零件受力最大或最易损坏的薄弱部位。
在检查零件损坏原因时，必须在损坏的断口或者裂纹处截取试样。
截取试样不应该时试样发生组织变化为原则。
1）对渗层表面未淬硬的零件，可采用常规的机加工方法乳手工锯或车床、刨床等。
2）对已淬硬的零件，可用砂轮切割机（水冷）。
3）对大尺寸零件，先用氧乙炔割下一块，然后再用切割机在无热影响区域截取试样。
试样尺寸以磨面面积小于400mm2，高度15~20mm为宜。
1.1.2 金相试样选取1）纵向取样。
纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向取样。
主要检验内容为：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。
2）横向取样。
横向取样是指垂直于钢材锻轧方向取样。
主要检验内容为：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度。
3）缺陷或失效分析取样截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。
取样时应注意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。
1.2清洗试样可用超声波清洗。
试样表面若有油渍、污物或锈斑，可用合适的溶剂清除。
任何妨碍以后基体金属腐蚀的镀膜金属应在抛光之前去除。
1.3试样镶嵌若试样过于细薄或过软、易碎、或需检验边缘组织、或者为便于在自动磨抛机上研磨试样实验室通常采用可采用热压镶嵌法和浇注镶嵌法较为方便。
所选用先前方法均不得改变试样原始组织。
1.3.1热压镶嵌法将样品磨面朝下放入模中，树脂倒入模中超过样品高度，封紧模子并加热、加压。
粉末冶金渗碳金相标准
粉末冶金渗碳金相标准
粉末冶金渗碳技术是一种使用碳源将碳元素渗透到金属粉末中，形成碳化物层的方法。
根据国家标准《金相分析方法粉末冶金部分碳层测定》（GB/T 29461.3-2012），对于粉末冶金渗碳
材料的金相标准进行了规定。
根据该标准，对于粉末冶金渗碳材料，可以使用金相分析方法来评估其碳层的性质。
主要的评估指标包括：
1. 渗碳层厚度：用金相显微镜观察渗碳材料的横截面，测量渗碳层的厚度。
一般来说，渗碳层厚度越大，渗碳效果越好。
2. 渗碳层组织：用金相显微镜观察渗碳层的组织结构。
渗碳层应该是均匀的、致密的，并且没有明显的缺陷。
3. 渗碳层硬度：用硬度计测量渗碳层的硬度。
渗碳层的硬度应该比基材的硬度高，以提高材料的耐磨性。
以上是粉末冶金渗碳金相标准的基本内容，通过金相分析方法可以评估渗碳材料的质量和性能。
轴承钢的金相组织及检验
轴承钢的金相组织及检验轴承钢的金相组织及检验轴承钢适合于制造在各种不同环境中工作的各类滚动轴承套圈和滚动体。
轴承除了适应其本身高速、交变的运动特性之外，亦要适应各种不同环境条件特点，例如耐低温、耐高温、耐冲击、防锈、防磁、防辐照、高真空等，这就需要选用具有特殊性能的钢材制造在特定条件下工作的轴承零件。
高碳高铬轴承钢以GCr15、GCr15SiMn钢为代表。
渗碳轴承钢主要有G20CrMo、G20Cr2Ni4、25钢、15Mn钢等。
不锈钢轴承有9Cr18、1Cr18Ni9、1Cr17Ni2和Cr13类型，高温轴承以Cr4Mo4 V、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2为代表。
防磁轴承用25Cr18Nil0W、70Mn18Cr4V2WMoV或铍青铜QBe2. 0。
滚动轴承对轴承钢的性能要求比较高，各类轴承钢对冶金质量的要求比一般工业用钢更严格，质量检测项目比较多。
其中纯洁度和均匀性是各类轴承钢对冶金质量要求的两大基本特征。
轴承钢的纯洁度是指：严格控制杂质和有害成分。
例如硫、磷含量较一般钢材为低；钢中非金属夹杂物必须作为冶金质量控制的重点。
钢中气体含量尽可能低。
轴承钢的均匀性是指：化学成分均匀一致，尽可能降低成分偏析。
尽可能减少钢中碳化物的不均匀性，包括碳化物带状、网状、液析。
大颗粒碳化物是一种脆性相，它的危害性与脆性夹杂物相似，易形成疲劳源，使钢的使用寿命下降。
碳北物的不均匀性会增加钢的局部过热和硬度不均匀性。
所以各类轴承钢标准比其他钢类更强调碳化物的均匀度。
此外，轴承钢材表面不得有裂纹、折叠、拉裂、结痕、夹渣及其他有害的缺陷。
低倍酸蚀检验，不得有缩孔、疏松、白点、气泡、裂纹和粗大的非金属夹杂物。
一、铬轴承钢轴承钢基本成分的质量分数为含碳1.0和含铬0.6％～1.5％。
其中GCr15钢是世界各国广泛采用、用量最大的轴承用钢。
该钢含有少量合金元素，综合性能好，热处理后的组织比较均匀稳定，硬度高且均匀，耐磨性好，接触疲劳强度高，具有良好的尺寸稳定性和抗蚀性。
20cr2ni4a渗碳后空冷的金相组织
20Cr2Ni4A是一种低合金高强度结构钢，通常用于制造重型机械零件。
渗碳是一种常见的表面处理工艺，通过在材料表面将碳原子渗入材料内部，以提高材料的表面硬度和抗磨损性能。
而空冷则是一种常见的冷却方式，通常用于渗碳后的钢材，以让表面产生理想的金相组织。
让我们来了解一下20Cr2Ni4A渗碳后的金相组织。
在金相显微镜下观察，我们可以看到经过渗碳处理后的20Cr2Ni4A表面，形成了一层均匀且致密的渗碳层。
这层渗碳层的厚度通常为几十至几百微米，具有高硬度和良好的耐磨损性能。
而空冷处理则是将渗碳后的材料暴露在空气中自然冷却，这种冷却方式可以有效地控制材料的内部应力，避免产生裂纹和变形，并且可以使金相组织得到进一步的调整和稳定。
在空冷过程中，渗碳层和基体金相组织之间的相互作用得到了最佳的平衡，从而使材料表面具有更好的耐磨损性能和高强度。
接下来，让我们深入探讨一下20Cr2Ni4A渗碳后空冷的金相组织在实际应用中的意义。
经过渗碳和空冷处理后的20Cr2Ni4A材料表面硬度大大提高，可以有效地提高零件的耐磨损性能，延长使用寿命，特别是在重载和高磨损环境下的使用更加明显。
金相组织的优化也使得材料具有更好的抗疲劳性能和高温稳定性，这对于一些需要长时间高强度工作的零部件来说尤为重要。
而且，渗碳和空冷处理后的20Cr2Ni4A材料还具有较好的焊接性能和加工性能，这使得其在制造行业中得到广泛的应用。
我们还要注意到，金相组织的稳定性也决定了材料在使用过程中的可靠性和安全性。
经过渗碳和空冷处理后的20Cr2Ni4A材料表面金相组织的细密和致密，有效地改善了材料的表面质量和细微组织，使得材料具有更好的抗应力腐蚀性能和抗氧化性能。
在总结回顾这篇文章的内容时，我们可以明显看到20Cr2Ni4A渗碳后空冷的金相组织对材料性能的提升有着重要的作用。
从表面硬度、耐磨损性能、抗疲劳性能、高温稳定性、焊接性能、加工性能以及抗应力腐蚀性能等方面都得到了明显的改善。
渗碳淬火的风机齿轮金相检验标准探讨
《热处理》 ２０１８年第 ３３卷 第 ４期
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的考虑较少，而渗碳淬火的风机齿环的畸变问题却 是齿环加工制造的一个难题，所以很有必要编制一 个适合风机齿环的渗碳淬火金相检验标准。本文是 在科研项目 “控 制 渗 碳 淬 火 齿 轮 畸 变 研 究 ”的 基 础 上，研究了国内现行的国家和行业的渗碳淬火金相 检验标准后制订的渗碳淬火风机齿环的金相检验标 准草案。 参 考 的 标 准 有：ＧＢ／Ｔ２５７４４—２０１０《钢 件 渗碳淬火 回 火 金 相 检 验 》［２］；ＧＢ／Ｔ９４５０—２００５《钢 件渗 碳 淬 火 硬 化 层 深 度 的 测 定 和 校 核》［３］；ＪＢ／Ｔ ６１４１．３—１９９２《重载齿轮 渗碳金相检验》［４］；ＪＢ／Ｔ ６１４１．２—１９９２《重 载 齿 轮 渗 碳 质 量 检 验 》［５］；ＨＢ ５４９２—１９９１《航空钢制件渗碳、碳氮共渗金相组织检 验》； 渗 碳 硬 齿 轮 金 相检验》标准。
１ 预备热处理组织的检验
随着渗碳淬火技术的发展与进步，渗碳淬火件 的预备热处理越来越受到重视，特别是关于控制渗 碳淬火件的畸变，过去仅关注渗碳和淬火等工序，没 有认真研究预备热处理对工件畸变的影响。近年来 的研究发现，预备热处理对渗碳淬火件畸变的影响 也很大，目前国内现行的渗碳淬火金相检验标准中， 都没有涉及预备处理组织的金相组验，即没有规定
ＹＵＢａｉｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇｈｅ，ＪＩＡＮＧＳｈｅｎｚｈｕ，ＷＡＮＧＦｅｉｙｕ， ＺＨＡＮＧＥｒｋａｎｇ，ＳＨＡＯＳｈｕａｉ
（ＳｈｅｎｙａｎｇＢｌｏｗｅｒＷｏｒｋｓＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８６９，ＬｉａｏｎｉｎｇＣｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｙｅｔｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｃａｒｂｕｒｉｚｅｄ，ｈａｒｄｅｎｅｄａｎｄ ｔｅｍｐｅｒｅｄｐａｒｔｉｎｔｈｅｂｌｏｗｅｒｔｒａｄｅ．Ｉｎｖｉｅｗ ｏｆｔｈｉｓｆａｃｔ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｃｔｕａｌｓｔａｔｅａｎｄｔｒａｄｅｓｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒ ｃａｒｂｕｒｉｚｅｄ，ｈａｒｄｅｎｅｄａｎｄｔｅｍｐｅｒｅｄｐａｒｔｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｆｏｒｅｇｏｉｎｇｊｏｂａｎｄｆｅａｔｕｒｅ ｏｆｔｈｅｃａｒｂｕｒｉｚｅｄａｎｄｈａｒｄｅｎｅｄｂｌｏｗｅｒｇｅａｒｓ，ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇｔｈｅａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｉｎｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｕｒｉｚｅｄａｎｄｈａｒｄｅｎｅｄｂｌｏｗｅｒｇｅａｒｓｉｎｗｒｉｔｅｒ’ｓｃｏｍｐａｎｙａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｃａｒｂｕｒｉｚｉｎｇａｎｄ ｈａｒｄｅｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ，ａｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ（ｄｒａｆｔ） ａｄａｐｔａｂｌｅｔｏｔｈｅ ｃａｒｂｕｒｉｚｅｄａｎｄｈａｒｄｅｎｅｄｂｏｗｅｒｇｅａｒ，ｗｈｉｃｈｉｎｖｏｌｖｅｄｓｕｃｈｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｉｔｅｍｓａｓｐｒｉｏｒｈｅａｔｔｒｅａｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈａｒｄｅｎｅｄｃａｓｅｄｅｐｔｈ，ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｇｒａｄｅ，ｒｅｔａｉｎｅｄａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｄｅ，ｃａｒｂｉｄｅｇｒａｄｅ，ａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｇｒａｄｅ，ｈａｓｂｅｅｎｄｒａｗｎｕｐ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｌｏｗｅｒｇｅａｒ；ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ；ｃａｒｂｕｒｉｚｉｎｇ；ｈａｒｄｅｎｉｎｇ；ｓｔａｎｄａｒｄ
20cr2ni4a渗碳后空冷的金相组织
标题：20cr2ni4a渗碳后空冷的金相组织分析1. 介绍20Cr2Ni4A是一种常用的合金钢材料，通常用于制造重型机械零部件和工程机械。
渗碳是一种常见的表面处理方法，可以提高钢材的硬度和耐磨性。
本文将从金相组织的角度，分析20Cr2Ni4A钢材在渗碳后空冷的情况，探讨其微观结构和性能变化。
2. 20Cr2Ni4A钢材的特性20Cr2Ni4A钢材具有高强度、良好的韧性和热处理性能，适用于制造承受大荷载和高温的零部件。
其化学成分主要包括碳、硅、锰、镍、铬等元素，具有较高的合金元素含量。
3. 渗碳处理的原理和方法渗碳是一种通过在钢材表面加热并与含有碳的气体相接触，使碳原子扩散到钢材表面并渗透入内部的表面处理方法。
通过渗碳可以增加钢材的表面硬度，提高耐磨性和疲劳强度。
4. 渗碳后的金相组织分析通过金相显微镜观察渗碳后的20Cr2Ni4A钢材的组织结构，可以发现表面形成了一层碳化物层，同时内部组织也发生了变化。
在金相显微镜下观察，可以清晰地看到渗碳后的微观结构。
5. 性能变化分析渗碳处理后的20Cr2Ni4A钢材表面硬度明显提高，耐磨性和疲劳强度都有所增加。
然而，渗碳处理也会使钢材表面变脆，需进行适当的调质处理以保证整体性能。
6. 个人观点和理解渗碳处理是一种常见的表面处理方法，可以有效提高钢材的表面硬度和耐磨性。
然而，渗碳后的性能变化也需要我们在使用过程中加以注意和调整，充分发挥其优势。
结论20Cr2Ni4A钢材经过渗碳处理后，金相组织发生了明显的变化，表面硬度和耐磨性有所提高，但也会带来一定的脆性。
在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和处理，以确保钢材的性能和使用寿命。
通过以上分析，我们对20Cr2Ni4A钢材的渗碳处理及空冷后金相组织有了更深入的了解，同时也意识到了渗碳处理对钢材性能的影响。
希望本文能对读者有所帮助，引发更多关于合金钢材渗碳处理的思考和讨论。
7. 渗碳处理后的20Cr2Ni4A钢材的热处理分析在进行渗碳处理后，通常需要对钢材进行热处理以消除内应力和调整组织结构，以提高其整体性能。
钢件渗碳淬火回火与铸钢件渗碳淬火回火金相
一、钢件渗碳淬火回火工艺介绍钢件的渗碳淬火回火是一种常见的工艺，用于提高钢件的硬度和耐磨性。
在这个工艺中，钢件首先通过渗碳的方式增加表面碳含量，然后进行淬火以提高钢件的硬度，最后进行回火以降低钢件的脆性。
这一工艺能够有效改善钢件的力学性能和耐磨性，广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。
二、铸钢件渗碳淬火回火金相分析1. 铸钢件的渗碳淬火回火金相分析是评价该工艺效果的重要方法之一。
金相分析能够揭示钢件的组织结构、晶粒大小、相变情况等信息，为工艺改进和质量控制提供重要依据。
2. 在金相分析中，通常会观察到一些重要的组织结构，比如马氏体、珠光体、沉淀物等。
这些组织结构的形成与渗碳淬火回火工艺密切相关，通过金相分析可以了解钢件的组织状态和相变情况，为工艺参数的优化和材料性能的提高提供依据。
三、钢件渗碳淬火回火工艺参数优化1. 钢件渗碳淬火回火工艺的参数优化对于保证工艺的稳定性和钢件质量至关重要。
在这个过程中，需要综合考虑温度、时间、介质、渗碳剂等多个因素，以实现最佳的工艺效果。
2. 钢件的渗碳过程需要精确控制温度和时间，以保证渗碳的均匀性和深度。
淬火过程中，需要控制冷却速度和温度梯度，以实现有效的马氏体转变。
回火过程中，需要考虑温度、时间和气氛等因素，以保证钢件的强度、硬度和韧性的平衡。
四、工艺控制与质量保证1. 钢件渗碳淬火回火工艺需要进行严格的工艺控制，以确保钢件的质量和性能。
在这个过程中，需要建立完善的工艺控制体系，包括工艺流程控制、设备调试、参数监测、质量检验等环节。
2. 还需要建立严格的质量保证体系，对原材料、生产过程和成品进行全面监控和检测，以确保钢件的质量和性能符合要求。
还需要建立完善的质量记录和追溯体系，以便对产品质量进行溯源和追踪。
五、结语钢件的渗碳淬火回火工艺是一项复杂的工艺，需要综合考虑材料、工艺和设备等多个因素。
通过优化工艺参数、严格控制和质量保证，可以实现对钢件性能的提高和品质的保障。
渗碳层金相组织
渗碳层金相组织渗碳层是一种常见的表面处理工艺，它可以提高金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
渗碳层的形成过程中，碳原子会在金属表面扩散并与金属原子结合，形成一层富含碳元素的固体溶解体。
这种固体溶解体的金相组织对于渗碳层的性能有着重要的影响。
一、渗碳层的金相组织类型渗碳层的金相组织类型主要有三种：单相渗碳层、复相渗碳层和多相渗碳层。
单相渗碳层的金相组织主要由富含碳元素的固体溶解体组成，其硬度和耐磨性较高。
复相渗碳层的金相组织由固体溶解体和碳化物相组成，其硬度和耐磨性更高。
多相渗碳层的金相组织由固体溶解体、碳化物相和氮化物相组成，其性能更加优异。
二、渗碳层金相组织的影响因素渗碳层金相组织的形成受到多种因素的影响，主要包括温度、渗碳介质、渗碳时间和金属材料的成分等。
温度是影响渗碳层金相组织的重要因素之一，过高或过低的温度都会导致金相组织的异常。
渗碳介质的选择也会影响金相组织的形成，不同的渗碳介质会对金相组织产生不同的影响。
渗碳时间的长短也会影响金相组织的形成，过短或过长的渗碳时间都会导致金相组织的异常。
金属材料的成分也会影响金相组织的形成，不同的金属材料对渗碳层的金相组织有着不同的要求。
三、渗碳层金相组织的应用渗碳层的金相组织对于金属材料的性能有着重要的影响，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
渗碳层可以提高金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，使其在机械制造、汽车制造、航空航天等领域得到了广泛的应用。
同时，渗碳层还可以用于修复金属材料的表面缺陷，提高其使用寿命。
总之，渗碳层金相组织是渗碳层形成过程中的重要组成部分，对于渗碳层的性能有着重要的影响。
在工业生产中，渗碳层得到了广泛的应用，为提高金属材料的性能和使用寿命做出了重要贡献。
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同学们要注意的是：
检查上述三项组织的级别时应选择好检验部位， 否则实验结果有误。
三、实验报告
1、画出渗碳试样的显微组织图并测量渗碳层 的深度； 2、画出渗碳件淬火、回火后各部位组织的示 意图并按照标准对其评级。
马氏体根据其针状大小确定，残余奥氏 体根据数量的多少确定。一般分为8级。1~5 级合格。在放大400倍下检查，检查部位以齿 面的节圆附近为准。
心部铁素体
合金钢的心部组织应为低碳马氏体。若 游离铁素体过多会使心部强度大大降低，造成 零件早期破坏。所以，原则上渗碳件心部自由 铁素体越少越好。一般分为8级，小模数的齿 轮1~4级合格。模数大于5时，1~5级合格。大 于5级就要返修。测量轮齿中心线上距齿顶2/3 高处为准。
实验二 渗碳件的金相检验
一、实验目的
1、熟悉渗碳零件渗碳层深度的测量方法。 2、熟悉根据齿轮渗碳金相组织标准评定渗碳 组织的方法。
二、实验概述
渗碳是目前机械制造工业中应用最广泛的一种化 学热处理方法。它是渗碳介质在工件表面产生活性碳 原子，经过表面吸收和扩散将碳渗到低碳钢或低碳合 金钢工件表层，使其达到共析或略高于共析成分时的 含碳量，以便将工件淬火和低温回火后，其表层的硬 度、强度、特别是疲劳强度和耐磨性，较心部都有显 著的提高，而心部仍保持一定的强度和良好的韧性。
低碳钢或低碳合金钢渗碳后缓冷表层 至心部的组织为: P+Fe3C→P → P+F →心部组织(P+F)
等温淬火法 ：
高合金渗碳钢18Cr2Ni4W自渗碳温度缓冷后，在渗 碳层内仍有部分马氏体转变，妨碍精确测定渗碳层深度。 为此,可采用等温淬火法来测量渗碳层深度，利用表面与 中心奥氏体含碳量不同因而具有不同的Ms点，来选择等 温淬火的等温温度。试样在等温温度停留一段时间后， 再冷至室温，由于试样心部的Ms点高于T等温。等温时心部 发生马氏体转变并被回火，浸蚀后心部呈黑色。而渗碳 层的Ms点低于T等温，因此，在随后的冷却时才得到淬火 马氏体组织，浸蚀后呈白亮色，白亮层深度即为渗碳层 深度。
剥层分析法 ：
在试样上每0.05~0.1mm剥层进行定碳分 析。这种方法较精确，但很麻烦。
金相法 ：
是生产上常用的方法。试块一般是退火状态，使 其得到平衡组织。如已经淬火，则必需作退火或等温 退火处理。金相试样磨制后，用4%的硝酸酒精侵蚀， 再在显微镜下放大100倍测量。目前对测量渗碳层深度 的标准还不一致，对于碳素钢，将过共析层+共析层 +1/2亚共析过渡层之和作为渗碳层深度，对于合金结 构钢，将过共析层+共析层+亚共析过渡层三者的总和 作为渗碳层。
(二)渗碳零件的金相组织检查
渗碳后零件都需要淬火和回火处理。其 表面组织转变为细针状马氏体，残留奥氏体及 分散的颗粒状渗碳体。亚共析过渡层为混合马 氏体；碳钢件心部为铁素体、屈氏体。合金结 构钢则为低碳马氏体、中间有块状铁素体。 M+Cm+Ar→ M+Ar →M →心部组织
渗碳件的金相检验项目有 ：
渗碳件的金相检验:
1.
渗层深度的测定 渗碳零件的深度的测量方法：
宏观断口法 剥层分析法 金相法 等温淬火法
宏观断口法：
将渗碳试样自渗碳温度立即淬火，然后打 断，断口上渗碳层部分呈银白色瓷状，未渗碳 部分则为灰色纤维状，交界处的含碳量约为 0.4%。为了更好地显现渗层深度，可将试样断 口磨平，用4%硝酸酒精侵蚀，腐蚀后渗碳层 呈暗黑色，中心部分呈灰色。宏观断口法只能 粗略地估计渗碳层的深度。
渗碳层碳化物级别 渗碳层的马氏体、残余奥氏体级别 心部铁素体级别
渗碳层碳化物级别
根据碳化物的大小、形状、数量及分布 情况综合评定。一般分为8级。检查部位以齿 顶角及工作面为准。规定常啮合齿轮1~6级为 合格，换档齿轮1~5级合格；不合格6~7级齿 轮需返修，8级报废。
渗碳层的马氏体、残余奥氏体