热处理与金相
热处理金相组织判定标准
热处理金相组织判定标准
热处理金相组织的判定标准包括以下几个方面:
1. 碳化物的颗粒大小:理想的退火组织中,碳化物颗粒应细小,呈点状或细粒状。
2. 碳化物的分布均匀性:碳化物应均匀分布在铁素体基体上,不应出现局部的密集或稀少。
3. 碳化物的球化程度或形态:碳化物应呈球状或粒状,球化完全,且分布较均匀。
根据这些标准,可以将退火金相组织分为不同的等级。
具体如下:
1. 1级:细点状+细粒状珠光体+局部细片状珠光体。
这是不合格的组织,形成原因是加热不足,部分锻造组织被保留下来。
2. 2级:点状珠光体+细粒状珠光体。
这是优良的合格组织,碳化物颗粒细小呈点状和细粒状,圆度好,分布较均匀。
3. 3级:球状珠光体。
这是良好的合格组织,碳化物颗粒大于2级,球化完全,分布较均匀。
4. 4级:球状珠光体。
这是合格组织,碳化物颗粒较粗,均匀性较差,碳化物分布不均,有的区域密集,有的区域稀少。
在实际应用中,可以根据具体标准和需求对热处理金相组织进行判定。
如有需要,建议咨询专业人士获取准确的信息。
热处理金相基础知识
热处理金相基础知识 RUSER redacted on the night of December 17,2020一、目的(1)观察碳钢经不同热处理后的基本组织。
(2)了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
(3)熟悉碳钢几种典型热处理组织的形态及特征。
二、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织,经淬火得到的是非平衡组织。
因此,研究热处理后的组织时,不仅要参考铁碳相图,而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量,C 曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适用于等温冷却条件;而CCT曲线(奥氏体连续冷却曲线)适用于连续冷却条件。
在一定的程度上可用C曲线,也能够估计连续冷却时的组织变化。
1、共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表4-1中。
2、共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见,不用CCT曲线,而用C曲线(图4-1)来分析。
例如共析钢奥氏体,在慢冷时(相当于炉冷,见图4-1中的υ1)应得到100%的珠光体;当冷却速度增大到υ2时(相当于空冷),得到的是较细的珠光体,即索氏体或屈氏体;当冷却速度增大到υ3时(相当于油冷),得到的为屈氏体和马氏体;当冷却速度增大至υ4、υ5(相当于水冷),很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后,瞬时转变成马氏体,其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(υ4)称为淬火的临界冷却速度。
3、亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的C曲线与共析钢相比,只是在其上部多了一条铁素体先析出线,如图4-2所示。
当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷,如图4-2中υ1),转变产物接近平衡组织,即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增大,即υ3>υ2>υ1时,奥氏体的过冷度逐渐增大,析出的铁素体越来越少,而珠光体的量逐渐增加,组织变得更细,此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
金相组织和热处理
Ac1 线又叫做共析线,是指含碳量在0.77%~2.11%的铁碳合金冷却到此线时,在727 度恒温下发生共析转变,即A0.77%→F0.0218%+Fe3C。
Ac3 是加热时铁素体转变为奥氏体的终了温度。
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms(马氏转变温度)以下(或Ms 附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
工艺过程包括加热、保温、冷却3 个阶段。
回火是工件淬硬后加热到AC1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行,其目的是:(a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂;(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求;(c)稳定组织与尺寸,保证精度;(d)改善和提高加工性能。
因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
按回火温度范围,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
(1)低温回火(1) 低温回火工件在250℃以下进行的回火。
目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。
力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。
应用范围:刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
(2)中温回火(2) 中温回火工件在250~500 ℃之间进行的回火。
目的是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。
1 预先热处理回火后得到回火托氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。
力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。
应用范围:弹簧、锻模、冲击工具等。
(3)高温回火(3) 高温回火工件在500℃以上进行的回火。
热处理后金相组织变化
热处理后金相组织变化
热处理是一种通过加热和冷却材料来改变其金相组织的过程。
通过热处理,可以改变材料的晶粒尺寸、晶粒形状和相组成,从而使材料具有不同的力学、物理和化学性质。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火。
在退火过程中,材料会被加热至一定温度,然后缓慢冷却。
这种热处理方式可用于消除应力、提高材料的塑性和延展性,并使晶粒得到再结晶。
正火是将材料加热至一定温度后迅速冷却,以增加材料的硬度和强度。
淬火将材料加热至高温后迅速浸入冷却介质中,通过产生快速冷却速率来形成马氏体组织,从而获得高硬度和脆性。
回火是将淬火材料加热至较低温度,然后再缓慢冷却,以减轻淬火过程中的应力和脆性,提高材料的韧性。
热处理后,金相组织会发生变化。
在退火过程中,晶粒尺寸会增大,晶界和初生相会消失,同时晶粒内部会形成新的晶界。
在正火过程中,材料表面形成强化层,并出现马氏体组织。
淬火过程中,材料会形成马氏体组织,该组织具有高硬度和脆性。
在回火过程中,马氏体会分解为更稳定的相,从而减轻应力和改善材料的韧性。
总之,通过热处理可以改变材料的金相组织,从而使材料具有不同的力学和化学性质。
不同的热处理方法和工艺参数会产生不同的金相组织变化,这对材料的性能和应用有重要影响。
热处理及金相检验培训
目录
• 热处理基础知识 • 金相检验基础知识 • 热处理工艺 • 金相检验技术 • 热处理及金相检验的应用 • 实际操作与实验
01
热处理基础知识
热处理定义
热处理定义:热处理是将金属材料加热 到一定的温度,并保持一段时间,然后 以适当的速度冷却,以改变其内部结构, 从而达到改善其机械性能或耐腐蚀性能
形貌和成分信息。
透射电子显微镜(TEM)
02
利用高能电子束穿透样品,通过分析样品的衍射和干涉现象,
获得样品的晶体结构和相组成信息。
观察内容
03
观察金属材料的微观形貌、晶体结构和相组成等。
X射线衍射分析技术
X射线衍射仪
利用X射线照射样品,通过分析X射 线的衍射角度和强度,确定样品的晶 体结构和相组成。
金相样品的制备
学员应学会如何制备金相样品,包括切割、磨削、抛光和蚀刻等步骤, 以确保样品表面质量和观察效果。
金相组织观察与识别
学员应能够观察和识别不同金属材料的金相组织,了解其特征和变化 规律。
金相检验实验结果分析
学员应能够根据实验结果分析金属材料的组织形貌、相组成和晶体结 构等,并能够提出相应的工艺改进建议。
失效分析
在机械零件失效时,可以通过金相 检验分析其组织和结构,找出失效 原因,为改进和优化设计提供依据。
热处理及金相检验的未来发展
1 2 3
智能化发展
随着科技的不断进步,热处理和金相检验将逐渐 实现智能化,通过自动化和智能化的设备和技术, 提高检测效率和精度。
绿色环保
未来的热处理和金相检验将更加注重环保和可持 续发展,采用环保材料和工艺,降低能耗和减少 废弃物排放。
实验报告与总结
热处理铸件金相
热处理铸件金相
热处理是一种通过加热和冷却的过程来改变铸件的组织结构和性能的方法。
在热处理过程中,铸件的金相组织会发生变化,具体的变化取决于材料的化学成分、加热温度、保温时间和冷却方式等因素。
以下是一般情况下热处理铸件金相的变化:
1. 铸态组织:铸件刚铸造完毕时的金相组织通常呈现出粗大的晶粒和板状或柱状的铸态组织。
2. 固溶处理:固溶处理是一种常见的热处理方法,旨在溶解固溶体中的溶质并使其均匀分布。
在固溶处理过程中,铸件经过加热到一定温度保持一段时间,使溶质原子溶解在基体中。
这样可以提高铸件的塑性和韧性,并减少晶界的碳化物沉淀。
3. 相变:在热处理过程中,一些固溶体中的溶质会发生相变,形成新的相组织。
相变可以通过调整加热和冷却条件来实现,以控制金相组织的形成。
4. 冷却速率的影响:不同的冷却速率会导致不同的金相组织。
快速冷却会导致细小的晶粒和奥氏体或马氏体的形成,从而提高硬度和强度。
而缓慢冷却则有利于晶粒的生长和相变的发生,形成较大的晶粒和稳定的相组织。
需要注意的是,热处理的具体参数和过程会根据不同的铸件材料和要求而有所不同。
对于特定的铸件热处理金相分析,最好参考相关的热处理规范和金相测试方法,或咨询专业的材料工程师或金相实验室。
奥氏体不锈钢金相与热处理的关系2016
奥氏体不锈钢金相与热处理的关系1.金相作用的阐述就固体金属(机械零部件)的内在(晶体)结构而言,内在结构决定它的性能。
固体金属的性能有很多种:力学性能,耐腐蚀性能,耐热性能,抗疲劳性能,耐磨性能等等,在检测这些性能中,一项检测手段只能够检测一项性能,而检测金相不同于其它检测手段,金相组织可以反映多项性能,而且更直观、更准确。
金相可以反映出金属的化学成分、热处理工艺的正确与否。
换句话说,化学成分、热处理工艺就决定了金相组织。
2.铸造奥氏体不锈钢的铁素体形态及其控制方法(论文摘录)从图3可以看出,铸态和固溶处理不良网状铁素体的形貌,如龟背的细线纹路一样分布。
3.权威机构检测没有经过固溶处理的(316L材质)金相图谱上图是316L材质,没有经过固溶处理的彩色金相图谱,图谱的a-相显然是扁长的网状分布的铁素体。
经过查核,该产品的化学成分是准确的,只是没有固溶处理。
4.国家标准GB/T13305-2008中奥氏体不锈钢中a-相面积含量金相图谱从国标图谱看正确的不锈钢a相-铁素体,应该是条状或者带状。
而且均匀分布。
5.生产实践不锈钢材质试样的金相图谱图1是1.4408材质铸态金相图谱上图1与论文中的第3图非常相似,两图能够对应上,证明这种网状铁素体形貌的金相没有经过固溶处理的推断是正确的。
图2是1.4409材质,经过固溶处理的金相图谱。
上图2金相图谱,a相-铁素体形貌呈网状分布(龟背状网纹形貌),显然固溶处理不当所致。
图3是1.4408材质铸态金相图谱上图3与权威机构检测没有经过固溶处理的(316L材质)金相图谱非常相似(奥氏体基体上有呈枝晶状分布的铁素体,不是正常的固溶组织)。
两图形貌可以对应上,因此,这种a相-铁素体组织,没有经过固溶处理所致的推断也是正确的。
图4 CF3M材质经过固溶处理后的金相图谱上图4金相图谱,a相-铁素体形貌仍然是呈扁长的网状分布(龟背状网纹形貌),显然是固溶处理不当所致。
上图4金相图谱,a相-铁素体如果没有开叉的枝晶延伸,只是长条状,那么就与国标不锈钢的a相-铁素体形貌非常相似了。
热处理金相检验通则
热处理金相检验通则热处理是一种常用的金属材料加工方法,通过加热和冷却来改变材料的组织结构和性能。
金相检验是研究金属材料组织和性能的一种方法。
热处理金相检验通则是指导热处理过程中金相检验的一系列规范和要求。
本文将从热处理的基本原理、金相检验的方法和流程以及热处理金相检验的注意事项等方面进行详细介绍。
1. 热处理的基本原理热处理是通过加热金属材料至一定温度,使之发生组织和性能的变化,然后再通过适当的冷却来固定所得到的组织和性能。
热处理的基本原理是利用金属材料的相变规律和固溶度规律,通过控制加热温度和冷却速度来改变材料的组织结构和性能。
2. 金相检验的方法和流程金相检验是研究金属材料组织和性能的一种方法,通过对金属材料进行切割、研磨、腐蚀等处理,然后在显微镜下观察材料的组织结构和相态分布,从而判断材料的性能和质量。
金相检验的主要方法包括光学显微镜观察、显微组织分析、相态分析等。
金相检验的流程一般包括样品制备、显微组织观察、图像分析和性能评价等步骤。
3. 热处理金相检验的注意事项在进行热处理金相检验时,需要注意以下几个方面:3.1 样品制备:样品的制备对金相检验结果有着重要影响,应选择合适的切割、研磨和腐蚀方法,确保样品表面平整和无损伤。
3.2 显微组织观察:在显微组织观察时,需要选择合适的显微镜倍数和光源,以获得清晰的显微组织图像。
观察时要注意避免光源和显微镜的反射、散射和色彩畸变。
3.3 图像分析:图像分析是金相检验的重要环节,可以通过计算图像中相的百分含量、晶粒尺寸、晶体取向等参数来评价材料的性能。
在图像分析时,要注意选择合适的图像处理软件和算法,确保分析结果的准确性。
3.4 性能评价:热处理金相检验的最终目的是评价材料的性能,包括力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能等。
在性能评价时,要结合金相检验结果和实际应用要求进行综合分析,确保评价结果的准确性和可靠性。
4. 总结热处理金相检验是一种重要的研究金属材料组织和性能的方法,通过对金属材料进行切割、研磨、腐蚀等处理,然后在显微镜下观察材料的组织结构和相态分布,从而判断材料的性能和质量。
65mn热处理后金相标准
此外,还需要注意以下几点:
热处理工艺应该合理制定,包括加热温度、保温时间、冷却速度等参数都应该控制在合适的范围内,避免出现组织不均匀、晶粒粗大等问题。
65mn热处理后金相标准
65Mn钢经过热处理后的金相标准主要包括组织、晶粒度和夹杂物等方面。
在组织方面,6氏体组织,避免出现马氏体、贝氏体等不良组织。这些不良组织会影响钢的力学性能和加工性能。
在晶粒度方面,65Mn钢的晶粒度应该细小均匀,避免出现粗大的晶粒。细小的晶粒可以提高钢的强度和韧性,改善其加工性能和使用寿命。
在热处理过程中应该注意防止氧化、脱碳等缺陷的产生,这些缺陷会影响钢的表面质量和力学性能。
在热处理后应该对金相组织进行检查和评估,确保符合相关标准和要求。如果发现问题应该及时采取措施进行改进和调整。
总之,65Mn钢经过热处理后的金相标准是保证其力学性能和加工性能的重要指标之一。通过合理的热处理工艺和严格的质量控制,可以获得符合要求的金相组织和性能表现。
钢铁金相组织变化与热处理的关系
钢铁金相组织变化与热处理的关系奥氏体金相组织1.组织:碳在γ铁中的固溶体2.特性:呈面心立方晶格.最高溶碳量为2.06%,在一般情况下,具有高的塑性,但强度和硬度低,HB=170-220,奥氏体组织除了在高温转变时产生以外,在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中,如奥氏体不锈钢等渗碳体 (C) 金相组织1.组织:铁和碳的化合物(Fe3C)2.特性: 呈复杂的八面体晶格. 含碳量为6.67%,硬度很高,HRC70-75,耐磨,但脆性很大,因此, 渗碳体不能单独应用,而总是与铁素体混合在一起. 碳在铁中溶解度很小,所以在常温下,钢铁组织内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现珠光体(P)金相组织1.组织;铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织,是铁素体与渗碳体祷旌衔?共析体)2.特性: 是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物. 其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同,过冷程度越大,片层组织越细性质也不同. 奥氏体在约600℃分解成的组织称为细珠光体(有的叫一次索氏体), 在500-600℃分解转变成用光学显微镜不能分辨其片层状的组织称为极细珠光体(有的一次屈氏体),它们的硬度较铁素体和奥氏体高,而较渗碳体低,其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高. 正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密,弥散度大,故其力学性能较好,但其片状渗碳体在钢材承受负荷时会引起应力集中,故不如索氏体。
莱氏体(L)金相组织1.组织:奥氏体与渗碳体的共晶混合物2.特性: 铁合金溶液含碳量在2.06%以上时,缓慢冷到1130℃便凝固出莱氏体. 当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体. 因此,在723℃以下莱氏体是珠光体与渗碳体机械混合物(共晶混合). 莱氏体硬而脆(>HB700),是一种较粗的组织,不能进行压力加工,如白口铁. 在铸态含有莱氏体组织的钢有高速工具钢和Cr12型高合金工具钢等. 这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。
50mn热处理金相
50mn热处理金相50Mn热处理金相热处理是一种常用的金属材料改性工艺,通过对金属进行加热和冷却处理,使其获得特定的组织和性能。
在金属材料中,50Mn钢是一种具有较高强度和硬度的合金钢,广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。
本文将以50Mn热处理金相为主题,介绍其热处理工艺及金相组织分析。
一、热处理工艺热处理工艺是指通过加热和冷却对金属材料进行结构和性能调控的工艺。
在50Mn钢的热处理过程中,常用的工艺包括退火、正火和淬火。
退火是将材料加热至适当温度,保温一段时间后缓慢冷却,以消除材料内部应力,改善其塑性和可加工性。
正火是将材料加热至临界温度,保温一段时间后以适当速度冷却,以获得较高强度和硬度。
淬火是将材料迅速冷却至室温,使其产生马氏体组织,从而获得更高的硬度和强度。
二、金相组织分析金相组织分析是通过金相显微镜观察和分析材料的显微结构来研究材料的性能和工艺。
在50Mn钢的金相分析中,常见的组织包括珠光体、铁素体和马氏体。
珠光体是一种具有良好塑性和韧性的组织,为50Mn钢的主要组织之一。
铁素体是一种较软的组织,具有较低的强度和硬度。
马氏体是一种具有高强度和硬度的组织,是通过淬火过程形成的。
三、50Mn热处理金相的影响因素在50Mn钢的热处理过程中,有许多因素会影响其金相组织和性能。
首先是加热温度,不同的加热温度会导致不同的组织结构和性能。
过高的加热温度会导致晶粒长大和组织疏松,影响材料的硬度和强度。
其次是保温时间,保温时间过长会导致过度晶粒长大和相变不完全,影响材料的性能。
此外,冷却速度也是影响金相组织的重要因素,过快或过慢的冷却速度都会导致组织不均匀和性能下降。
四、50Mn热处理金相的优化为了获得理想的金相组织和性能,需要对50Mn钢的热处理工艺进行优化。
首先是选择合适的加热温度和保温时间,以保证组织的均匀和相变的完全。
其次是控制合适的冷却速度,以避免组织不均匀和性能下降。
此外,还可以采用复合热处理工艺,如正火加淬火或退火加正火,以进一步提高材料的强度和硬度。
金相组织和热处理
Ac1 线又叫做共析线,是指含碳量在0.77%~2.11%的铁碳合金冷却到此线时,在727 度恒温下发生共析转变,即A0.77%→F0.0218%+Fe3C。
Ac3 是加热时铁素体转变为奥氏体的终了温度。
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms(马氏转变温度)以下(或Ms 附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
工艺过程包括加热、保温、冷却3 个阶段。
回火是工件淬硬后加热到AC1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行,其目的是:(a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂;(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求;(c)稳定组织与尺寸,保证精度;(d)改善和提高加工性能。
因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
按回火温度范围,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
(1)低温回火(1) 低温回火工件在250℃以下进行的回火。
目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。
力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。
应用范围:刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
(2)中温回火(2) 中温回火工件在250~500 ℃之间进行的回火。
目的是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。
1 预先热处理回火后得到回火托氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。
力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。
应用范围:弹簧、锻模、冲击工具等。
(3)高温回火(3) 高温回火工件在500℃以上进行的回火。
金相分析及热处理综合实验
金相分析及热处理综合实验一、实验目的及要求本实验为综合性实验,要求学生在老师指导下独立完成,包括:原材料检测(金相组织、硬度)→热处理(淬火)→终检(金相组织、硬度)的全过程并得出相关实验结果。
1、熟悉金相分析基本方法(金相试样的制备、观察、金相显微镜的使用)2、熟悉钢的热处理工艺及操作(淬火工艺、热处理炉的使用)3、熟练掌握洛氏硬度计的操作,了解工业生产中常用硬度检测方法二、实验设备及材料1、设备:金相显微镜热处理炉及控温仪表洛氏硬度计砂轮机预磨机抛光机吹风机2、试样材料:20 45 T10(任选一种)3、消耗材料:Cr203抛光液 4%硝酸酒精溶液棉花水砂纸金相砂纸抛光布水三、实验步骤及方法每人一个试样,做完该试样实验的全过程。
第1步:粗磨用砂轮机或锉刀将试样待观察面制成平面,再用粗砂纸磨制,得到平整磨面为止。
第2步:冲洗清水洗净并擦干第3步:细磨消除粗磨后的磨痕,得到平整而光滑的磨面。
依次在由粗到细的三种不同粒度的砂纸上把磨面磨光。
方法:将砂纸放在玻璃板上,左手按住砂纸,右手握住试样,并使磨面朝下,均匀用力沿直线向前推行,返回时试样要离开砂纸,如此反复,直至磨面上的磨痕被去掉,新的磨痕均匀一致时为止。
每换一种砂纸,试样的磨制方向转动90°,即与上一道磨痕方向垂直。
第4步:冲洗清水洗净第5步:抛光去除细磨时留下来的细微磨痕和变形层,是靠极细的抛光粉末与磨面间产生相对磨削和滚压作用来消除磨痕,使其成为光滑的镜面。
抛光时应在抛光盘上不断滴注抛光液,抛光液采用Cr2O3细粉末在水中的悬浮液。
第6步:冲洗清水洗净第7步:浸蚀浸蚀剂为3-5%硝酸酒精溶液方法:将试样磨面浸入浸蚀剂中,或用棉花沾上浸蚀剂擦拭表面。
时间要适当,一般磨面发暗时就可停止,如浸蚀不足可重复浸蚀;如浸蚀过度,则需重新抛光后,再来一次。
第8步:冲洗先用清水冲洗,再用酒精冲洗。
第9步:吹干用吹风机吹干试样或用棉球擦干后即可进行观察。
热处理金相检验通则
热处理金相检验通则
热处理金相检验通则
热处理金相检验是金属材料制造过程中必不可少的一环,它可以帮助我们确定材料的组织结构、性能和缺陷情况,从而保证材料的质量和可靠性。
以下是热处理金相检验的通则:
1. 样品的制备
样品的制备是热处理金相检验的第一步,它直接影响到后续的检验结果。
样品的制备应该遵循以下原则:
(1)样品应该具有代表性,即应该从材料中随机选取样品,避免选取过于局部的区域。
(2)样品的制备应该遵循标准规范,如GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》等。
(3)样品的制备应该避免损伤材料的组织结构,如避免过度切割、磨削等。
2. 热处理
热处理是热处理金相检验的核心环节,它可以改变材料的组织结构和性能。
热处理应该遵循以下原则:
(1)热处理应该遵循标准规范,如GB/T 3077-2015《合金结构钢技术条件》等。
(2)热处理应该控制好温度、时间和冷却速率等参数,避免过度或不足。
(3)热处理应该避免产生过多的氧化物和夹杂物等缺陷。
3. 金相检验
金相检验是热处理金相检验的最后一步,它可以帮助我们确定材料的组织结构、性能和缺陷情况。
金相检验应该遵循以下原则:
(1)金相检验应该遵循标准规范,如GB/T 9441-2009《金属材料显微组织检验方法》等。
(2)金相检验应该使用合适的显微镜和试剂,如金属显微镜、酸蚀试剂等。
(3)金相检验应该进行充分的观察和分析,避免主观臆断和误判。
总之,热处理金相检验是保证金属材料质量和可靠性的重要手段,它需要遵循标准规范、科学制备和严格检验等原则,才能得到准确可靠的结果。
热处理与金相知识
热处理与金相知识钢结构组织与特性(No.1)铁素体(F)1.组织: 碳在α铁中的固溶体2.特性:呈体心立方晶格.溶碳能力最小,最大为0.02%;硬度和强度很低,HB=80-120,σb=250N/mm^2;而塑性和韧性很好,δ=50%,ψ=70-80%.因此,含铁素体多的钢材(软钢)中用来做可压、挤、冲板与耐冲击震动的机件.这类钢有超低碳钢,如 0Cr13,1Cr13、硅钢片等奥氏体1.组织: 碳在γ铁中的固溶体2.特性:呈面心立方晶格.最高溶碳量为2.06%,在一般情况下,具有高的塑性,但强度和硬度低,HB=170-220,奥氏体组织除了在高温转变时产生以外,在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中,如奥氏体不锈钢等渗碳体(C)1.组织: 铁和碳的化合物(Fe3C)2.特性:呈复杂的八面体晶格.含碳量为6.67%,硬度很高,HRC70-75,耐磨,但脆性很大,因此,渗碳体不能单独应用,而总是与铁素体混合在一起.碳在铁中溶解度很小,所以在常温下,钢铁组织内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现珠光体(P)1.组织; 铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织,是铁素体与渗碳体 祷旌衔?共析体)2.特性:是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物.其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同,过冷程度越大,片层组织越细性质也不同.奥氏体在约600℃分解成的组织称为细珠光体(有的叫一次索氏体),在500-600℃分解转变成用光学显微镜不能分辨其片层状的组织称为极细珠光体(有的一次屈氏体),它们的硬度较铁素体和奥氏体高,而较渗碳体低,其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高.正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密,弥散度大,故其力学性能较好,但其片状渗碳体在钢材承受负荷时会引起应力集中,故不如索氏体莱氏体(L)1.组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物2.特性:铁合金溶液含碳量在2.06%以上时,缓慢冷到1130℃便凝固出莱氏体.当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体.因此,在723℃以下莱氏体是珠光体与渗碳体机械混合物(共晶混合).莱氏体硬而脆(>HB700),是一种较粗的组织,不能进行压力加工,如白口铁.在铸态含有莱氏体组织的钢有高速工具钢和Cr12型高合金工具钢等.这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性淬火与马氏体1.组织: 碳在α-Fe中的过饱和固溶体,显微组织呈针叶状2.特性:淬火后获得的不稳定组织.具有很高的硬度,而且随含碳量增加而提高,但含碳量超过0.6%后的硬度值基本不变,如含C0.8%的马氏体,硬度约为HRC65,冲击韧性很低,脆性很大,延伸率和断面收缩率几乎等于零.奥氏体晶粒愈大,马氏体针叶愈粗大,则冲击韧性愈低;淬火温度愈低,奥氏体晶粒愈细,得到的马氏体针叶非常细小,即无针状马氏组织,其韧性最高回火马氏体(S)1.组织: 与淬火马氏体硬度相近,而脆性略低的黑色针叶状组织2.特性:淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织.硬度一般只比淬火马氏体低HRC1-3格,但内应力比淬火马氏体小索氏体(S)1.组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织2.特性:淬火钢重新加热到500-680℃回火后获得的组织.与细珠光体相比,在强度相同情冲下塑性及韧性都高,随回火温度提高,硬度和强度降低,冲击韧性提高.硬度约为HRC23-35.综合机械性能比较好. 索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体屈氏体屈氏体(T)组织或特性1.组织: 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组织2.特性:淬火钢重新加热到350-450℃回火后获得的组织.它的硬度和强度虽然比马氏体低,但因其组织很致密,仍具有较高的强度和硬度,并有比马氏体好的韧性和塑性,硬度约为HRC35-45.屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体下贝氏体(B)1.组织:显微组织呈黑色针状形态,其中的铁素体呈现针状,而碳化物呈现极小的质点以弥散状分布在针状铁素体内2.特性:过冷奥氏体在400-240℃等温度转变后的产物.具有较高的硬度,约为HRC40-55,良好的塑性和很高的冲击韧性,其综合机械性能比索氏体更好;因此,在要求较大的、韧性和高强度相配合时,常以含有适当合金元素的中碳结构钢等温淬火,获得贝氏体以改善钢的机械性能,并减小内应力和变形低碳马氏体具有高强度与良好的塑性、韧性相结合的特点(σb=1200-1600N/mm^2,σ0.2=1000-1300N/mm^2,δ5≥10%,ψ≥40%αk≥60J/cm^2); 同时还有低的冷脆转化温度(≤-60℃);在静载荷、疲劳及多次冲击载荷下,其缺口敏感度和过载敏感性都较低.低碳马氏体状态的20SiMn2MoV A综合力学性能,比中碳合金钢等温淬火获得的下贝氏体更好.保持了低碳钢的工艺性能,但切削加工较难.铁-碳合金平衡图中特性点与线(搂冷却叙述,加热为可逆的) 符号说明A 纯铁的凝固点E 碳在γ-Fe中的最大溶解度G γ-Fe→α-Fe转变点C 共晶点S 共折点ABCD 液相线.液体开始结晶AHJECF 固相线,液体终止结晶ES Acm线,渗碳体开始从奥氏体中析出ECF 共晶线,开始从液体结晶出奥氏体和渗碳体的共晶混合物GS As线,自奥氏体开始析出铁素体,即γ-Fe→α-Fe的开始线PSK 共析线或称A1线,自奥氏体开始析出铁素体和渗碳体的共析混合物注:1.As线在加热时称为Ac3线,冷却时称Ar3线;2.A1线在加热时称为Ac1线,冷却时称Ar1线室温下铁-碳合金的平衡组织名称含碳晶,% 平衡组织亚共析钢0.02-0.8 铁素体+珠光体共析钢0.8 珠光体过共析钢0.8-2.06 珠光体+二次渗碳体亚共晶的口铁2.06-4.3 树状珠光体+二次渗透体+共晶体共晶白口铁4.3 共晶体(珠光体+渗碳体)过共晶白口铁>4.3-6.67 板状一次渗碳体+共晶体感谢。
不同热处理保温时间对金相组织的影响
不同热处理保温时间对金相组织的影响金相组织是指金属或合金的内部组织结构,它对材料的性能有着重要的影响。
不同的热处理保温时间会对金相组织产生不同的影响,下面以钢为例进行说明。
1. 退火:退火是将钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
保温时间的长短会影响晶粒的大小和分布。
保温时间较长会促进晶粒的长大,使晶粒变得粗大,而保温时间较短则会使晶粒细小。
晶粒的大小和分布会影响钢的强度、韧性和延展性等性能。
2. 正火:正火是将钢加热到 Ac3 或 Acm 以上 30~50℃,保温适当时间后,在空气中冷却的热处理工艺。
正火的保温时间对珠光体的数量和分布有影响。
保温时间较长会使珠光体数量增多,且分布均匀,从而提高钢的强度和硬度;保温时间较短则会使珠光体数量减少,且分布不均匀,从而降低钢的强度和硬度。
3. 淬火:淬火是将钢加热到 Ac3 或 Acm 以上 30~50℃,保温一定时间,然后快速冷却的热处理工艺。
淬火的保温时间对马氏体的形成和晶粒大小有影响。
保温时间较长会使晶粒粗大,马氏体组织粗大,从而降低钢的硬度和耐磨性;保温时间较短则会使晶粒细小,马氏体组织细小,从而提高钢的硬度和耐磨性。
4. 回火:回火是将淬火后的钢重新加热到 Ac1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。
回火的保温时间对回火组织的形成和性能有影响。
保温时间较长会使回火组织充分转变,从而提高钢的韧性和塑性;保温时间较短则会使回火组织转变不充分,从而降低钢的韧性和塑性。
不同的热处理保温时间会对金相组织产生不同的影响,从而影响材料的性能。
因此,在进行热处理时,需要根据具体的材料和要求选择适当的保温时间,以获得理想的金相组织和性能。
20cr13热处理金相变化
20cr13热处理金相变化
20Cr13属于马氏体不锈钢,经过充分的热处理可以得到理想的金相结构。
具体的金相变化过程如下:
1. 初始状态:经冷却后的20Cr13钢材为奥氏体组织,颗粒较大且无定形。
2. 加热处理:将20Cr13钢材升温至860℃-900℃,保温时间30-60分钟,目的是让钢材完全变为奥氏体组织。
3. 快速冷却:将钢材迅速放入冷水中进行快速冷却,使其从奥氏体状态转变为马氏体结构。
这一步是关键,必须达到足够的冷却速度,以保证最终的金相组织符合要求。
4. 回火处理:将冷却好的钢材加热至适当的温度,保温一段时间后再进行冷却。
回火的目的是消除钢材硬度过高或易发生脆性断裂的缺陷。
经过这些热处理步骤,20Cr13钢材的金相组织变化为马氏体,且颗粒较小、均匀,具有较好的硬度、韧性和耐蚀性。
影响金相组织的因素
影响金相组织的因素
1. 化学成分:金属材料的化学成分决定了其对拉伸、压缩和变形的反应。
不同成分的金属会影响材料的热处理和形状加工。
2. 冶炼工艺:金属的冶炼工艺也会影响其金相组织。
例如,金属熔炼的温度和时间、热处理的温度和持续时间等都会对其金相组织产生影响。
3. 加工过程:金属加工过程中的塑性变形和断裂形变也会对其金相组织产生影响。
例如,过度变形会导致晶粒长大并影响其强度。
4. 环境条件:环境条件也会影响金属的金相组织。
例如,高温和潮湿环境会导致金属的腐蚀和氧化,最终影响其金相组织。
5. 热处理:热处理是影响金属金相组织的重要因素。
通过热处理可以改变金属的结晶状态、提高其强度和韧性等性质。
除了以上因素,金属的形状、尺寸、方向等因素也会影响其金相组织。
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一、目的
(1)观察碳钢经不同热处理后的基本组织。
(2)了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
(3)熟悉碳钢几种典型热处理组织的形态及特征。
二、概述
碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织,经淬火得到的是非平衡组织。
因此,研究热处理后的组织时,不仅要参考铁碳相图,而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量,C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适用于等温冷却条件;而CCT曲线(奥氏体连续冷却曲线)适用于连续冷却条件。
在一定的程度上可用C曲线,也能够估计连续冷却时的组织变化。
1、共析钢等温冷却时的显微组织
共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表4-1中。
2、共析钢连续冷却时的显微组织
为了简便起见,不用CCT曲线,而用C曲线(图4-1)来分析。
例如共析钢奥氏体,在慢冷时(相当于炉冷,见图4-1中的υ1)应得到100%的珠光体;当冷却速度增大到υ2时(相当于空冷),得到的是较细的珠光体,即索氏体或屈氏体;当冷却速度增大到υ3时(相当于油冷),得到的为屈氏体和马氏体;当冷却速度增大至υ4、υ5(相当于水冷),很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后,瞬时转变成马氏体,其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(υ4)称为淬火的临界冷却速度。
3、亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织
亚共析钢的C曲线与共析钢相比,只是在其上部多了一条铁素体先析出线,如图4-2所示。
当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷,如图4-2中υ1),转变产物接近平衡组织,即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增大,即υ3>υ2>υ1时,奥氏体的过冷度逐渐增大,析出的铁素体越来越少,而珠光体的量逐渐增加,组织变得更细,此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
表4-1
800 700 600
500 400 300 200 100 0
-100
0 1 10 1010 10 10
时间 秒
图4-1 共析钢C 曲线 800
600 400 200
100
0 1 10 10 10 10 10
时间 秒 图4-2 亚共析钢的C 曲线
因此,v 1的组织为铁素体+珠光体;v 2的组织为铁素体+索氏体;v 3的组织为铁素体+屈氏体。
当冷却速度为v 4时,析出很少量的网状铁素体和屈氏体(有时可见到少量贝氏体),奥氏体则主要转变为马氏体和屈氏体(如图4-3);当冷却速度v 5超过临界冷却速度时,钢全部转变为马氏体组织(如图4-6,4-7)。
过共析钢的转变与亚共析钢相似,不同之处是后者先析出的是铁素体,而前者先析出的是渗碳体。
4、各组织的显微特征
(1)索氏体(s ):是铁素体与渗碳体的机械混合物。
其片层比珠光体更细密,在高倍(700倍以上)显微放大时才能分辨。
(2)托氏体(T ) 也是铁素体与渗碳体的机械混合物,片层比索氏体还细密,在一般光学显微镜下也无法分辨,只能看到如墨菊状的黑色形态。
当其少量析出时,沿晶界分布,呈黑色网状,包围着马氏体;当析出量较多时,呈大块黑色团状,只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层(见图4-3);
(3)贝氏体(B ) 为奥氏体的中温转变产物,它也是铁素体与渗碳体的两相混合物。
在显微形态上,主要有三种形态:
A 、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非层状组织。
当转变量不多时,在光学显微镜下为与束的铁素体条向奥氏体晶内伸展,具有羽毛状特征。
在电镜下,铁素体以几度到十几度的小位向差相互平行,渗碳体则沿条的长轴方向排列成行,如图4-4。
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(如图4-5)。
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55~60o 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。
它的形成温度范围大致在上贝氏体转变温度区的上部,由铁素体和它所包围的小岛状组织所组成。
(1)马氏体(M ):是碳在aFe 中的过饱和固溶体。
马氏体的形态按含碳量主要分两种,即板条状和针状(如图4-6、4-7所示)
图4-3 托氏体+马氏体 图4-4 上贝氏体+马氏体
图4-5 下贝氏体 图4-6 回火板条马氏体
A 、板条状马氏体一般为低碳钢或低碳合金钢的淬火组织。
其组织形态是由尺寸大致相同的细马氏体条定向平行排列组成马氏体束或马氏体领域。
在马氏体束之间位向差较大,一个奥氏体晶粒内可形成几个不同的马氏体领域。
板条马氏体具有较低的硬度和较好的韧性。
B 、针状马氏体是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。
(5)残余奥氏体(A 残) 是含碳量大于0.5%的奥氏体淬火时被保留到室温不转变的那部分奥氏体。
它不易受硝酸酒精溶液的浸蚀,在显微镜下呈白亮色,分布在马氏体之间,无固定形态。
在图8表示含碳1.2%的碳钢正常淬火(780℃加热),其组织为马氏体+粒状渗碳体+少量残余奥氏体。
(6)钢的回火组织与性能
A 、回火马氏体。
是低温回火(150~250℃)组织。
它保留了原马氏体形态特征。
针状马氏体回火析出了极细的碳化物,容易受到浸蚀,在显微镜下呈黑色针状。
体温回火后马氏体针变黑,而残余奥氏体不变仍呈白亮色。
低温回火后可以部分消除淬火钢的内应力,增加韧性,同时仍能保持钢的高硬度。
B 、回火屈氏体。
是中温回火(350~500℃)组织。
回火屈氏体是铁素体与粒状渗碳体组成的极细混合物。
铁素体基体基本上保持了原马氏体的形态(条状或针状),第二相对渗碳体则析出在其中,呈极细颗粒状,用光学显微镜极难分辨(如图4-9所示)。
中温回火后有很好的弹性和一定的韧性。
C 、回火索氏体:是高温回火(500~650℃)组织。
回火索氏体是铁素体与较粗的粒状渗碳体所组成的机械混合物。
碳钢回火索氏体中的铁素体已经通过再结晶,呈等轴细晶粒状。
经充分回火的索氏体已没有针的形态。
在大于500倍的光镜下,可以看到渗碳体微粒(如图4-10所示)。
回火索氏体具有良好的综合机械性能。
应当指出,回火屈氏体、回火索氏体是淬火马氏体回火时的产物,它们的渗碳体是颗粒
图4-7 针状马氏体+残余奥氏体 图4-8 马氏体+粒状渗碳体
状的,且均匀地分布在铁素体基体上;而淬火索氏体和淬屈氏体是奥氏体过冷时直接形成的,其渗碳体是呈片状。
回火组织较淬火组织在相同硬度下具有较高的塑性与韧性。
(1)观察表4-2所列试样的显微组织。
(2)描绘出所观察样品的显微组织示意图,并注明材料、处理工艺、放大倍数、组织名称及浸蚀剂等。
2.实验方法
1)实验材料及设备
(1)金相显微镜;
(2)金相图谱及放大的金相图片;
(3)经各种不同热处理的金相试样;
2)实验步骤
(1)对各类不同热处理工艺的组织观察时可采用对比的方式进行分析。
例如:正常与不正常淬火;水淬与油淬;淬火马氏体与回火马氏体等;
(2)对各种不同温度回火后的组织,可采用高倍放大进行观察,可以参考有关金相图谱。
3.实验报告
(1)写出实验目的;
(2)画出所观察样品的显微组织示意图;
(3)说明所观察样品中的组织;
(4)比较并讨论直接冷却得到的M、T、S和淬火、回火得到的M回火、T回火、S回火的组织形态和性能差异。