合金钢渗碳后的组织观察
钢的热处理组织分析判断方法
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。
渗碳检验及组织缺陷
一、渗碳工件的检验项目
渗碳层深度的检验，一般在渗碳后进行。
渗碳层和心部硬度的检验，一般在热处理后进行。 渗碳层含碳量及浓度梯度的检验，要定期做剥离检验。 渗碳层和心部组织的检验。 渗碳件力学性能的检验。此种检验的目的是为了寻求合 理的渗碳工艺参数，主要是测量渗碳试样的硬度、耐磨 性、抗拉强度、接触疲劳强度、冲击韧性等。
法已得到应用，其温度可达980～1080℃。由于真空炉的推广，
也大大促进了真空渗碳工艺的发展。离子氮化成功地用于生 产也带动了离子渗碳的研究。为了节约能源和石油消耗，直
接在工作炉内滴注有机液体以获得渗碳气氛，或以氮基气为
载体气的气体渗碳法目前也有了长足的进展。采用微机对渗 碳过程进行全自动控制是一个重要的发展方向。
一般应用较广而且比较容易测量的是以组织中有50％珠光体处
为标准分界，即渗碳层深度等于过共析层十共析层+1/2亚共析
层的总和。有时对于某些合金钢的渗碳层是测量到出现原始组 织为止。
2. 渗碳层金相组织检验
金相组织检验主要是指检验渗碳层碳化物
级别、马氏体级别、残留奥氏体的数量和 组织缺陷。
3. 渗碳层浓度梯度的检验
4.渗碳件的组织缺陷
(1)渗碳层出现粗大的网状碳化物
这是由于渗碳不当造成的，在齿轮的齿顶处特别容易产生 这种粗大网状碳化物组织。这种组织的出现，不仅严重影
响工件的使用寿命，而且容易在淬火或者磨削加工时产生
开裂。为消除网状碳化物应严格控制渗碳时炉气的碳势和 工艺参数，使渗层浓度不致于过高，一旦出现网状碳化物，
是，在通常的情况下，增加渗层厚度将会增加表面碳浓度并
使组织恶化。所以，增加渗层深度并不一定使疲劳强度增加。
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。
实验十三 渗层的组织观察与检验
实验十三渗层的组织观察与检验(验证性)一、实验目的及要求1．掌握渗碳层、碳氮共渗层、氮化层、渗硼层组织的检验和评级方法。
2．正确使用金相标准进行评级。
二、实验原理为了提高某些机械零件表面的耐磨性、抗蚀性以及抗疲劳性能，而心部仍具有良好的强度和韧性，工业上一般采用化学热处理来实现。
将零件与化学物质接触，在高温下使有关元素进入零件表面的过程称为化学热处理。
包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属等。
因为这些工艺都是使零件的表面一定深度内的组织与结构有所改变。
金相检验就是对改变了的表层组织进行检查，以便按照相关的技术条件进行评定，以保证表面处理后的零件质量。
（一）钢的渗碳层的组织检验1、渗碳后缓冷状态的组织低碳钢渗碳后表层含碳量一般在0.8-1.0%相当于过共析钢。
所以渗碳缓冷的组织由三部分组成。
第一层：过共析层，组织为片状珠光体及网状渗碳体。
第二层：共析层，组织为片状珠光体。
第三层：亚共析层，组织为片状珠光体及铁素体，铁素体数量愈来愈多至心部。
缓冷条件下，最外层出现网状渗碳体属正常现象，但淬火后应被消除掉，若存在将使零件表面增加脆性，对应用不利，淬火后不希望存在。
2、渗碳层深度的测定方法有:剥层化学分析法、断口法、金相法、显微硬度法。
任讲其中两种方法：（1）金相法：试样在缓冷状态下进行。
①从试样表面测到过渡层之后为渗层深度，即过共析层+共析层+过渡层。
标准规定过共析层+共析层之和不得小于总渗碳层深度的40-70%，保证过渡不能太陡，有一定的坡度。
②过共析层+共析层+½过渡层之和为渗层深度。
优点和断口法有效硬化层相近。
③等温淬火法，如18Cr2Ni4W属马氏体钢，850℃加热后在280℃等温，数分钟后水冷，含碳量＞0.3%的区域形成M，而近于0.3%的区域MS点高形成回火马氏体，试样浸蚀形成白色区域和黑区的界线。
（2）显微硬度法（淬火、回火件）：显微硬度法，用9.8N负荷，以试样边缘起测量显微硬度值的分布梯度。
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。
钢的热处理组织分析判断方法
钢的热处理组织分析判断方法钢的热处理组织分析判断方法金属的热处理是否合格，重要的判断是金相组织，下面将简要介绍热处理的分析判断方法，有不对的地方请大家指正。
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。
实验五(碳钢、合金钢、铸铁、有色典型组织观察)
实验五碳钢、合金钢、铸铁、有色金属典型组织观察一、实验目的1、观察和研究各种不同类型合金材料的显微组织特征；2、了解这些合金材料的成分、显微组织对性能的影响。
二、概述（一）碳钢的显微组织铁碳合金缓冷后的金相显微组织基本上与铁碳相图所预料的各种平衡组织相符合，但碳钢在不平蘅状态，即在快冷条件下的显微组织就不能用铁碳合金相图来分析，而应由过冷奥氏体转变曲线图—C曲线来确定。
图1为共析碳钢的等温转变C曲线图。
图1 共析碳钢的C曲线图按照不同的冷却条件，过冷奥氏体在不同的温度范围发生不同类型的转变。
通过金相显微镜观察，可以看出过冷奥氏体各种转变产物的组织形态各不相同。
共析碳钢过冷奥氏体在不同温度转变的组织特征及性能如表1所示。
表1 共析碳钢过冷奥氏体在不同温度转变的组织特征及性能转变类型组织名称形成温度范围（℃）金相纤维组织特征硬度（HRC）珠光体型相变珠光体（P）>650在400~500倍金相显微镜下可观察到铁素体和渗碳体的片层状组织~20（HB180~200）索氏体（S）600~650在800-1000倍以上的显微镜卜才能分清片层状特征，在低倍镜下片层模糊不清25~35屈氏体（T）550~600 用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显微镜(5000-15000x) 下才能看出片层组织35~40贝氏体型相变上贝氏体（B上）350~550 金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40~48 下贝氏体（B下）230~350 在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48~58马氏体型相变马氏体（M）<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时呈粗大片状马氏体62~651、钢的退火和正火组织亚共析成分的碳钢（如40、45钢等）一般采用完全退火，退火后可得到近似平衡状态的组织。
过共析成分的碳素工具钢（如T10、T12钢等）则都采用球化退火，球化退火后获得粒状珠光体组织。
T12钢经球化退火后组织中的二次渗碳体及珠光体中的渗碳体都将变成颗粒状。
合金钢、铸铁、有色合金的显微组织观察实验指导书
实验九合金钢、铸铁、有色合金的显微组织观察实验项目名称：钢在热加工后常见的缺陷实验项目性质：普通实验所属课程名称：金属材料与热处理实验计划学时：2一、实验目的1、观察和研究各种不同类型合金材料的显微组织特征。
2、了解这些合金材料的成分、显微组织对性能的影响。
二、实验内容和要求合金钢的性能之所以比碳钢优越，主要是由于合金元素在钢中所起的作用，它们的加入改变了钢的内部组织与结构，其相变温度也是很大变化的。
铸铁的组织（除白口铸铁外）可以认为是钢的基体上分布着不同形态、尺寸和数量的石墨，其中石墨的形状及数量变化对性能起着重要作用，所以正确认识和鉴别各类铸铁的金相组织对估计和评定铸铁的质量和性能有着重要意义。
有色金属和合金具有某些独特的优异性能，例如铝合金比重小而强度高；铜及铜合金导电性极好，耐蚀性强；铅与锡合金具有良好的减摩性等，而这些性能特点也无不与其内部组密切相关。
下面着重研究和分析各种不同类型合金材料的组织特点。
（一）合金钢合金钢的显微组织比碳钢复杂，在合金钢中存在基本相有：合金铁素体、奥氏体、碳化物（包括渗碳体、特殊碳化物）及金属间化合物等。
其中合金铁素体与合金渗碳体及大部分合金碳化物的组织特征与碳钢的铁素体和渗碳体无明显区别，而金属间化合物的组织形态则随种类不同而各异，合金奥氏体在晶粒内常常存在滑移线和孪晶特征。
（1）高速钢高速钢是高合金工具钢，以具有良好的热硬性（或红硬性）著称。
这里以典型的W18Cr4V（简称18-4-1）钢为例加以分析研究。
W18Cr4V的化学成分为：0.7~0.8%C，17.5~19%W，3.8~4.4%Cr，1.0~1.4%V，≤0.3%Mo。
由于钢中存在大量的合金元素（大于20%）因此除了形成合金铁素体与合金渗碳体外，还会形成各种合金碳化物（如Fe4W2C、VC等），这些组织特点决定了高速钢具有优良的切削性能。
高速钢的热处理状态有铸态组织，退火组织、淬火及回火后的组织。
实验三 常见钢铁材料的显微组织观察
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图 3-14 铁素体+珠光体
图 3-15 珠光体+网状分布的铁素体
18CrNiMo 具有较高强度、韧性和淬透性，适宜制作具有一定强韧性的汽车变速箱齿轮
以及轴类，原材料组织铁素体以及珠光体，呈枝晶状分布，如图 3-17 所示；因该钢具有良
好的淬透件，淬火后已经完全渗透，基体全为低碳马氏体，如图 3-18 所示。
高速钢淬火组织：淬火加热温度一般为 1260~1280℃，高温加热的目的是使较多的碳
化物溶解于奥氏体中，淬火后马氏体中合金元素含量高，回火后钢的硬度高且耐磨性好。淬
火采用油冷或空冷，其显微组织为马氏体＋未溶碳化物＋残余奥氏体。马氏体呈隐针状，其
针形很难显示出来，但可看出明显的奥氏晶界及分布于晶粒内的未溶碳化物，淬火后的硬度
B．针状马氏体是含碳量较高的钢淬火后得到的组织。在光学显微镜下，它呈竹叶状或 针状，针与针之间成一定的角度。最先形成的马氏体较粗大，往往横穿整个奥氏体晶粒，将 奥氏体晶粒加以分割，使以后形成的马氏体针的大小受到限制。因此，针状马氏体的大小不 一。同时有些马氏体有一条中脊线，并在马氏体周围有残留奥氏体。针状马氏体的硬度高而 韧性差。
B．下贝氏体是在片状铁素体内部沉淀有碳化物的两相混合物组织。它比淬火马氏体易 受浸蚀，在显微镜下呈黑色针状（见图 3-6）。在电镜下可以见到，在片状铁素体基体中分 布有很细的碳化物片，它们大致与铁素体片的长轴成 55~60°的角度。
C．粒状贝氏体是最近十几年才被确认的组织。在低、中碳合金钢中，特别是连续冷却 时（如正火、热轧空冷或焊接热影响区）往往容易出现，在等温冷却时也可能形成。它的形
约为 HRC61~62，见图 3-26 所示。
高速钢淬火后需经三次回火，其组织为回火马氏体、少量残余奥氏体，大块白色颗粒
实验六 渗碳钢的微观组织观察及渗碳层的测定
实验六渗碳钢的微观组织观察及渗碳层的测定一、实验目的1、了解渗碳工艺。
2、了解钢渗碳时渗碳层深度与渗碳温度和渗碳时问的关系。
3、熟悉渗碳及热处理后的组织特征。
4、掌握金相法测定渗碳层厚度的方法。
二、实验原理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。
增加钢件表面含碳量的化学热处理称为渗碳，渗碳的目的是使钢件获得硬而耐磨的表面，同时又保持韧的中心。
对于进行渗碳的钢材，其碳的质量分数一般都小于0.3％，渗碳温度一般取900~930℃，即使钢处于奥氏体状态，而又不使奥氏体品粒显著长大。
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。
钢渗碳缓冷后的显微组织符合铁-碳平衡相图，表面到中心依次是珠光体和渗碳体、珠光体、珠光体和铁素体，一直到钢材的原始组织。
渗碳的过程是碳原于在γ-Fe中的扩散过程，根据扩散的费克第二定律，如炉内的碳势一定，则渗碳层深度与渗碳时问和渗碳温度有如下关系：X=其中，0Q RTD D e−=⋅测量渗碳层深度可用显微硬度法和金相法。
本实验采用金相法，即在显微镜下通过测微目镜测量。
渗碳层的深度是从表面量到刚出现钢材的原始组织为止。
另外，还可用显微硬度法测量渗碳层厚度，即试样抛光后不要腐蚀，直接打显微硬度，最表面一点压痕离试样表面0.05mm为宜，这一点也可作为表面硬度值，然后向里每移动0.10 mm测一压痕，一直测到心部或低于450 HV处为止，然后将各点所测硬度值绘制成硬度分布曲线，并求有效硬化层深度。
有效硬化层深度是由表面垂宣至550HV处的距离，用D C表示。
渗碳一般在气体或固体的渗碳介质中进行。
煤油是常用的气体渗碳介质。
气体渗碳的一个主要优点是可以控制碳势。
控制碳势的方法有露点仪、红外CO2分析仪和氧探头等几种。
三、实验设备和材料井式渗碳炉、金相显微镜(带测微目镜)、40Cr钢(齿轮)。
四、实验内容1、从渗碳处理后的40Cr钢(齿轮)上取20个5-10mm长度的试样。
怎样判断钢铁热处理前后的组织
钢铁中常见的金相组织区别简析一．钢铁中常见的金相组织1.奥氏体—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。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。
2.铁素体—碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。
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—碳与铁形成的一种化合物。
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—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。
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。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5.上贝氏体—过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6～8o铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片.典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
渗碳淬火钢的组织
渗碳淬火钢的组织全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：渗碳淬火钢是一种常用的金属材料，在工业生产中起着重要作用。
渗碳淬火钢的组织特点对其性能有很大影响，下面我们来详细了解一下渗碳淬火钢的组织。
渗碳淬火钢是指在低碳钢表面渗入一定厚度的碳后，再进行淬火处理所得到的钢材。
由于在低碳钢表面渗碳后再淬火，使钢件表面形成高碳度的马氏体，而核部仍为低碳度的钢组织，从而使钢件具有高强度和硬度，同时又保持了核部的韧性。
渗碳淬火钢的组织主要包括三个部分：表面马氏体、贝氏体和核部组织。
表面马氏体是通过在低碳钢表面渗碳后淬火得到的，具有高碳度和高硬度的组织，是钢件的硬化层。
贝氏体是由马氏体回火而成，具有较高的韧性和强度，能够提高钢件的抗冲击性能。
而核部组织则是低碳度的钢组织，具有较好的韧性和塑性，是整个钢件的韧性支撑结构。
渗碳淬火钢的组织特点主要有以下几个方面：首先是硬度高。
由于钢件表面形成了高碳度的马氏体，使得钢件具有很高的硬度，能够满足对硬度要求较高的场合需求。
其次是强度高。
表面马氏体和贝氏体的结合，使得钢件具有较高的强度，能够承受大的拉伸和压缩力。
再次是耐磨性好。
由于渗碳淬火钢具有高硬度和高强度，能够有效提高钢件的耐磨性，延长使用寿命。
最后是抗冲击性好。
贝氏体具有较高的韧性，能够有效提高钢件的抗冲击性能，保证工作过程中的安全性。
渗碳淬火钢的组织特点使其在工业生产中得到广泛应用。
在机械制造、汽车制造、航空航天等领域都有广泛的应用。
通过不同的工艺和温度控制，可以得到不同的组织特点，从而满足不同场合的需求。
随着科学技术的发展，渗碳淬火钢的组织调控技术也在不断完善，使得渗碳淬火钢更加适应各种复杂的工作环境和要求。
第二篇示例：渗碳淬火钢是一种常用的工程材料，在许多工业领域得到广泛应用。
它具有优良的硬度、耐磨性和强度等特点，适用于制造各种机械零件和工具。
渗碳淬火钢的组织特点对其性能起着至关重要的作用。
下面我们就来详细了解一下渗碳淬火钢的组织结构和性能表现。
合金钢粗钢的表面渗碳与渗硅行为分析
合金钢粗钢的表面渗碳与渗硅行为分析合金钢是一种具有高强度和优异耐磨性能的金属材料。
在许多工业领域，合金钢广泛应用于制造汽车零部件、航空航天设备、建筑结构等重要领域。
其中，合金钢的表面渗碳与渗硅技术是提高合金钢综合性能的重要方法之一。
本文将对合金钢粗钢的表面渗碳与渗硅行为进行分析。
表面渗碳是指将碳元素引入合金钢表面，形成碳化物层，从而提高合金钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能。
常用的表面渗碳方法包括气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳等。
在这些方法中，气体渗碳是最常见的方法之一。
它通过将含有碳的气体（如一氧化碳和甲烷）引入加热的合金钢中，在一定温度和时间条件下，使碳元素渗透到合金钢表面。
渗透过程中，碳元素与合金钢中的铁原子结合，形成碳化物层。
这种碳化物层硬度高，能够提供良好的耐磨性和抗腐蚀性。
除了渗碳，渗硅也是一种常见的表面处理方法。
渗硅是将硅元素引入合金钢表面，形成硅化物层。
硅化物具有较高的硬度和耐磨性，对于提高合金钢的工作寿命和耐蚀性能具有重要作用。
常用的渗硅方法包括热浸渗硅、热扩散渗硅和涂硅等。
其中，热浸渗硅是较常用的方法，它通过将合金钢置于硅粉中，在高温条件下，硅元素渗透到合金钢表面，形成硅化物层。
表面渗碳与渗硅行为受多个因素的影响。
首先，温度是影响渗碳和渗硅行为的重要因素。
在一定温度范围内，渗碳和渗硅的速率会随温度的升高而增加。
然而，过高的温度可能导致材料的变形或不均匀渗层，因此选择适宜的温度非常重要。
其次，渗碳和渗硅时间也是影响渗层质量的因素。
适当的渗层时间可以保证渗层的厚度和均匀性。
最后，渗碳和渗硅介质的选择也会影响渗层性能。
不同的介质具有不同的化学成分和渗透能力，因此需要根据具体要求选择合适的渗层介质。
除了温度、时间和介质，合金钢的化学成分与组织结构也对渗碳和渗硅行为有影响。
合金钢中的合金元素可以影响渗层的厚度和硬度。
例如，添加钼、钴、钛等合金元素可以提高渗层的硬度和耐磨性。
此外，合金钢的晶粒尺寸和晶界分布也会影响渗层的形成和性能。
氮化层及渗碳层的测定及组织观察
3. 渗氮层脆性检验
根据压痕边角碎裂程度分为5级。用维氏硬度计，试验力98.07N， 缓慢加载（98s内完成），保荷5~10s后卸载。
压痕在100倍下检验，每件至少测三点，其中两处以上处于相同 级别时才能定级
4. 渗氮层疏松检验
按表面化合物层内微孔的形状、数量、密集程度分5级。
在500倍下选严重部位，和标准比较。
等温淬火法，如18Cr2Ni4W 属马氏体钢，850℃加热后在 280℃等温，数分钟后水冷，含碳量大于0.3%的区域形成M， 而接近于0.3%的区域由于MS点高，形成回火马氏体，试样浸 蚀形成白色区域和黑区的界限。
2. 渗碳层深度的测定
方法：剥层化学分析法、断口法、金相法、显微硬度法。 （2）显微硬度法 用9.8N负荷，以试样边缘起测量显微硬度值的分布梯度 由表面向里测到550HV处的垂直距离即为有效硬化层深度
有效硬化层深度用DC表示，适合于有效硬化层大于0.3mm，基 体硬度小于450HV，基体硬度为有效硬化层3倍处的工件
基体硬度大小与450HV时，需协商后加一级，即575HV界限硬 度值 有争议时，显微硬度法为仲裁法
五 钢的氮化层的检验 按工艺分为气体渗氮、离子渗氮、低温碳氮共渗（软 氮化）等。
5. 渗氮扩散层中氮化物检验
根据氮化物形状、数量、分布分5级。
放大500倍，取组织最差的部位检验。
六 实验内容 测量38CrMoAl渗氮层及低碳钢渗碳层的渗层深度。
七 思考题 1. 渗碳层平衡状态下共分为哪几层组织？过共析层出现 网状Fe3C是否合格？ 2. 氮化层由哪些相组成？ 3. 氮化层深度应包括哪些？其测量方法有哪几种？以何 种方法为仲裁？
1. 气体渗氮层的显微组织
合金钢渗碳后的组织观察
二、实验内容概述
1. 20CrMnTi钢渗碳后缓冷组织；
心部
← 亚共析（P＋F） ← 共析（P） ←
过共析P＋Fe3CⅡ
2. 20CrMnTi钢渗碳后淬火组织 节园：M回＋K＋A’ 齿顶： M回＋K＋A’ 心部：低碳M
3. 渗碳件的质量检查 （1）渗碳层深度检查方法 宏观断口法； 金相显微组织法； 等温淬火法； 化学分析法； 显微硬度法
HV
渗碳 层呈 银白 色瓷 状未渗碳 分呈灰色 纤维状550
有效渗层深度
距表面距离
•金相显微组织法
测量渗层深度的方法： 显微镜放大倍数为100倍（用带刻度10倍的目镜与10倍的物 镜），每小格的尺度为0.013mm。 1. 低碳钢淬火试样要进行正火，磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀。 渗层总层深=过共析+共析+亚共析的1/2处。 2. 低碳合金钢淬火试样要进行等温退火（或渗碳后缓冷试 样），磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀。 渗层总层深=过共析+共析+亚共析（即测至心部组织不变处） 心部 ← 亚共析（P＋F） ← 共析（P） ← 过共析P＋Fe3CⅡ
齿根
检查心部硬度部位 检查K部位 （齿顶） 检查A‘M部位 （节园） 检查心部F 部位 H 1 H 3
三、实验报告要求 详见电子实验报告
2
1
（2）硬度检查方法 检查齿轮表面 硬度的部位
齿顶角
检查齿轮心部 硬度的部位
2 H 3
H
（3）渗碳后的金相组织评级标准（以拖拉机渗碳齿轮为例）
在淬火回火状态下评定。试样应在横断面切取，用4%硝 酸酒精溶液浸蚀，在400倍下观察，根据评级标准进行评定。
渗碳层碳化物评级标准 该标准共分8级。常啮合齿轮1-6级合格，7级返修，8级废品；非常 啮合齿轮1-5级合格，6-7级返修，8级废品。（评级部位见图所示） 残余奥氏体和马氏体评级标准 根据残余奥氏体量的多少和马氏体针的大小，对照标准图片进行评定。 该标准共分8级。 1-6级合格，7-8级返修。（评级部位见图所示） 心部铁素体评级标准 根据铁素体的形态、数量 及其大小，对照标准图片 进行评定。该标准共分6级， 1-3级合格，4-6级返修。 （评级部位见图所示）
实验四 钢中带状组织、魏氏组织、游离渗碳体的组织观察与检验
实验四钢中带状组织、魏氏组织、游离渗碳体的组织观察与检验(验证性)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。
二、实验原理1、带状组织的形成原因、危害及消除经过完全退火的亚共析钢，它的显微组织由铁素体和珠光体组成。
通常，铁素体与珠光体按钢的含碳C量不同，按一定的比例以无规律的混合状态存在。
然而，在实际的轧材中，与轧制方向平行的截面上往往会出现带状的铁素体和珠光体。
这种组织在合金钢中最常见。
铁素体和珠光体成带状出现的组织叫带状组织，也叫纤维组织。
钢的带状组织由枝晶偏析引起的一次带状即原始带状,而固态相变产生的显微组织带状即二次带状，只有在一次带状的基础上才能形成二次带状。
实际上，我们一般所观察到的带状组织系热加工后的冷却过程中高温奥氏体沿加工方向延伸的原始枝晶偏析基础上相变形成的二次带状。
带状组织的成因各不相同,但主要有以下2 种原因。
a）由成分偏析引起。
由于钢液在铸锭结晶过程中选择性结晶形成的化学成分呈不均匀分布的枝晶组织，铸锭中的粗大枝晶在轧制时沿变形方向被拉长，并逐渐与变形方向一致，从而形成碳等元素的贫化带。
当钢中含有硫等有害杂质时,由于硫化物凝固温度较低，凝固时多分布在枝晶间隙，压延时杂质沿压延方向伸长。
钢中除C 以外的合金元素和杂质元素的带状偏析，是形成带状组织的原因。
理论研究认为，P等元素提高铁素体的开始析出温度，Mn、Cr、Ni等元素降低铁素体的开始析出温度。
由于P、Mn、Cr、Ni等元素在冶炼后沿轧制方向上的带状偏析，铁素体和珠光体在后序相变时形成带状，产生带状组织。
当钢材冷至Ar3 (冷却时奥氏体开始析出游离铁素体的温度) 以下时,这些杂质就成为铁素体形核的核心使铁素体形态呈带状分布。
当温度继续降低时,珠光体在余下的奥氏体区域中形成,也相应地成条状分布,形成了带状组织。
成分偏析越严重,形成的带状组织也越严重。
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3. 渗碳件的质量检查 （1）渗碳层深度检查方法 宏观断口法； 金相显微组织法； 等温淬火法； 化学分析法； 显微硬度法
HV
渗碳 层呈 银白 色瓷 状
未渗碳部 分呈灰色 纤维状
550
有效渗层深度
距表面距离
•金相显微组织法
测量渗层深度的方法： 显微镜放大倍数为100倍（用带刻度10倍的目镜与10倍的物 镜），每小格的尺度为0.013mm。 1. 低碳钢淬火试样要进行正火，磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀。 渗层总层深=过共析+共析+亚共析的1/2处。 2. 低碳合金钢淬火试样要进行等温退火（或渗碳后缓冷试 样），磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀。 渗层总层深=过共析+共析+亚共析（即测至心部组织不变处） 心部 ← 亚共析（P＋F） ← 共析（P） ← 过共析P＋Fe3CⅡ
齿根
检查心部硬度部位 检查K部位 （齿顶） 检查A‘M部位 （节园） 检查心部F 部位 H 1 H 3
三、实验报告要求 详见电子实验报告
钢渗碳后的组织观察
——渗碳层标定及热处理后组织评定
一、实验目的
1.掌握渗碳层深度的测定方法 2.了评 级标准及缺陷组织。
二、实验内容概述
1. 20CrMnTi钢渗碳后缓冷组织；
心部
← 亚共析（P＋F） ← 共析（P） ←
过共析P＋Fe3CⅡ
2. 20CrMnTi钢渗碳后淬火组织 节园：M回＋K＋A’ 齿顶： M回＋K＋A’ 心部：低碳M
2
1
（2）硬度检查方法 检查齿轮表面 硬度的部位
齿顶角
检查齿轮心部 硬度的部位
2 H 3
H
（3）渗碳后的金相组织评级标准（以拖拉机渗碳齿轮为例）
在淬火回火状态下评定。试样应在横断面切取，用4%硝 酸酒精溶液浸蚀，在400倍下观察，根据评级标准进行评定。
渗碳层碳化物评级标准 该标准共分8级。常啮合齿轮1-6级合格，7级返修，8级废品；非常 啮合齿轮1-5级合格，6-7级返修，8级废品。（评级部位见图所示） 残余奥氏体和马氏体评级标准 根据残余奥氏体量的多少和马氏体针的大小，对照标准图片进行评定。 该标准共分8级。 1-6级合格，7-8级返修。（评级部位见图所示） 心部铁素体评级标准 根据铁素体的形态、数量 及其大小，对照标准图片 进行评定。该标准共分6级， 1-3级合格，4-6级返修。 （评级部位见图所示）