钢的热处理及热处理后的显微组织观察实验报告资料
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。
2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
4、了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
5、掌握金属显微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。
二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。
2、热处理后的试件进行硬度测试。
3、热处理后的试样进行组织观察分析和比较。
三、实验设备的使用和注意事项（一）硬度计的原理、使用和注意事项金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下的抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够验出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法硬度试验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb=K·HB式中：σb——材料的抗拉强度值HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K=0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K=0.33~0.53（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
实验报告
注意：实验报告必须用实验报告专用本写，且必须在实验报告封面写上自己的学号其中绿底的数据为B组数据，仅供参考！实验一碳钢的平衡组织分析及热处理后的组织识别一、实验目的①了解金相试样的制备过程及金相显微镜的使用。
②识别碳钢平衡组织的显微特征并分析成份对组织的影响。
C相图的理解③明确化学成分与组织变化间的关系，加深对Fe－Fe3④识别碳钢热处理后的显微组织特征及其相与组织组成物的分布规律。
二，实验原理认识铁碳合金的平衡组织是分析鉴别钢铁材料质量及性能的基础，所谓平衡组织是指铁碳合金以极为缓慢的冷却速度冷至室温所得到的组织，在一般工业生产及实验条件下，经退火的碳钢组织可以看成是平衡组织。
由Fe－Fe3C相图可以看出，铁碳合金的室温平衡组织组成物有铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体而组成相主要是铁素体，渗碳体（含Fe3CI、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3C共晶、Fe3C共析等五种）两个基本相。
对于含碳量不同的铁碳合金，由于铁素体和渗碳体的析出条件、质量分数、形态与分布都不同，从而使其经WHNO3＝4％的硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下表现出不同的显微形貌。
三，实验设备及材料设备：金相显微镜材料：待观察的金相试样14个四，实验内容1、碳素钢室温下平衡组织及分析①、材料：20钢状态：退火②、材料：45钢状态：退火③、材料：T8钢状态：退火④、材料：T12 状态：退火2、碳钢热处理组织①、材料：45钢状态：调质（淬火＋高温回火）②、材料：T12钢状态：淬火后低温回火③、材料：20钢状态：渗碳3、合金钢W18Cr4V及铸铁组织观察①、材料：灰口铸铁（HT）状态：铸态②、材料：球墨铸铁（QT）状态：铸态4、其它材料组织说明①、材料：亚共晶白口铸铁状态：铸态②、材料：共晶白口铸铁状态：铸态③、材料：过共晶白口铸铁状态：铸态④、材料：W18Cr4V 状态：淬火后低温回火⑤、材料：H62黄铜状态：退火五，注意事项1、金相试样要干净，不得残留有酒精和浸蚀剂。
热处理实验报告[5篇范文]
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热处理实验报告[5篇范文]第一篇：热处理实验报告篇一:钢得热处理实验报告钢得热处理实验报告一、实验目得 1、了解热处理对材料性能得影响2、了解在相同得热处理状态下材料成分对材料性能得影响3、了解用显微镜观察金相得制样过程二、仪器材料箱式电炉(sx2—4-１0、sx—４-1０）、硬度测试仪(hr—150a）、30 钢、t10 钢、砂轮（砂纸)三、实验过程１）、金相得制备将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光,去除金相磨面由细磨所留下得细微磨痕及表面变形层,使磨面成为无划痕得光滑镜面,然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。
2)、钢得热处理淬火与正火钢得淬火：淬火就就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同得冷却介质中(v 冷应大于ｖ临）,以获得马氏体组织。
钢经淬火后得组织由马氏体及一定数量得残余奥氏体所组成。
步骤为:加热前先对试样进行硬度测定(为便于比较，一律用洛氏硬度测定)；再将试样放入箱式电炉中,t10 钢在７70℃左右,30 钢在８60℃左右分别均匀加热15 分钟;然后迅速在水中冷却,并不断搅拌.将淬火后得试样用砂轮磨平，并测出硬度值(hrc)填入表 1 中。
钢得正火:钢加热到ac３（亚共析钢）或ａc1(过共析钢）以上３0~５0℃以上,保温适当时间后,在自由流动得空气中冷却得热处理工艺。
步骤为:加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较,一律用洛氏硬度测定）。
再将试样放入箱式电炉中,ｔ10 钢在770℃左右，30 钢在860℃左右分别均匀加热 15 分钟,后在空气中缓慢冷却。
将正火后得试样用砂轮磨平，并测出硬度值(hｒｃ)填入表 2 中。
四、结果及讨论1、为什么淬火处理后得硬度值比正火处理后得高？答:因为淬火冷却速度比正火冷却速度快,由过冷奥氏体得连续冷却转变图像可知淬火后得到得就是马氏体组织,而正火后得到得组织主要就是珠光体.马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体得位错滑移阻力增大，从而硬度提高。
工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告
工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告工程材料综合实验处理报告单位：过程装备与控制工程10-1班实验者: 侯鹏飞学号10042107胡兴文学号10042108李东升学号10042110【实验名称】工程材料综合实验【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，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，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、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系；3、了解碳钢的热处理操作；4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；5、观察热处理后钢的组织及其变化；6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。
【实验材料及设备】1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等；2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10）【实验内容】三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。
1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）。
做实验前完成。
样品加热温度保温时间冷却方式20# 880℃25min 空冷45# 淬火880℃高温回火600℃淬火25min高温回火25min水冷T10 900℃30min 水冷2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。
样品20# 45# T10 硬度HRB50 HRC20 HR633、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。
4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。
样品成分组织性能20# 马氏体F+P冲压性与焊接性良好45# 马氏体F+P经热处理后可获得良好的综合机械性能T10 马氏体+奥氏体P+Fe3C II硬度高，韧性适中【实验步骤】1、观察平衡组织并测硬度：（1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）；（2）观察并拍摄显微组织；（3）测试硬度。
45钢摩擦热处理后的显微组织及力学性能研究
编号本科生毕业论文45钢摩擦热处理后的显微组织及力学性能研究Effects of Friction Heat Treatment on Microstructure andMechanical Properties of Steel 45学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号指导教师学院机电工程学院二〇一一年六月毕业设计（论文）原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《45钢摩擦热处理后的显微组织及力学性能研究》，是认真学习理解学校的《本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。
2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：• 年•• 月••日摘要摩擦热处理就是摩擦生热，具体用于能量转换，例如，机械能转化为内能，内能表现为发热，这就是摩擦热处理。
本文以45钢为研究对象，采用端面干摩擦的方式进行摩擦热处理试验。
利用数显洛氏硬度计HRS-150测定试样的硬度；利用扫描电子显微镜拍摄试样的金像组织进行热处理分析。
试验发现：摩擦热处理后的表面硬度达到淬火硬度；试样表面存在一定的摩擦热处理区；摩擦热处理区内的显微组织中含有大量的、均匀分布的马氏体。
实验结论：摩擦淬火工艺完全可以实现。
关键词：45钢摩擦热处理力学性能AbstractFriction is the friction and heat treatment, specifically for energy conversion, for example, mechanical energy into internal energy, internal energy manifested as heat, which is the friction heat.In this paper, 45 steel as the research object, the way end dry friction the friction heat treatment. Using digital rockwell hardness tester HRS-150 determination of the hardness of the sample; by scanning electron microscope image of gold film sample of tissue for treatment.Test found: the friction surface hardness after heat treatment quenching hardness; the sample surface there is a certain friction heat treatment zone; friction and heat treatment the microstructure of the region contains a large number, uniform distribution of martensite.Experimental results: the friction hardening process can achieve.Key words: Steel 45 ；Frictional heat ；Mechanical properties目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1热处理的概述 (1)1.1.1热处理的定义 (1)1.1.3应用现状和发展前景 (1)1.2 45钢的简介 (2)1.2.1 45钢的介绍 (2)1.2.2 45钢的处理方法 (2)1.2.3 45钢的主要用途 (3)1.3摩擦热处理方法的提出 (3)1.3.1摩擦热处理的概述 (3)1.3.2摩擦热处理探究过程 (3)1.3.3摩擦热处理的特点 (4)1.4国内外现状简介 (5)1.5论文开展的研究工作 (6)第二章摩擦热处理分析 (8)2.1传热学的定义 (8)2.1.2导热基本定律——傅立叶定律 (8)2.1.3温度场和导热系数 (9)2.2摩擦温度场 (9)2.2.1导热微分方程 (10)2.2.3摩擦温度场边界条件 (10)2.3摩擦热处理温度场模型 (12)2.3.1数学模型的建立 (12)2.3.2物理模型的建立 (13)2.4本章小结 (14)第三章摩擦热处理工艺试验 (15)3.1试验前的工作准备 (15)3.1.1机床的选择 (15)3.1.2摩擦副的选择 (16)3.1.3试样的选择与制备 (17)3.2摩擦热处理试验 (18)3.2.1试验方案的制定 (18)3.2.2摩擦热处理试验过程 (19)3.3本章小结 (22)第四章试样硬度和金相组织分析 (23)4.1.1取样 (23)4.1.2制样的镶嵌和磨样 (23)4.1.3硬度测量 (24)4.2试样组织分析 (26)4.2.1试验电子显微镜 (26)4.2.2 45钢金相组织分析 (27)4.3 本章小结 (31)第五章总结与展望 (32)5.1总结 (32)5.2展望 (32)参考文献 (34)致谢 (36)第一章绪论1.1热处理的概述1.1.1热处理的定义热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构来控制其性能的一种金属热加工工艺[1]。
金相组织分析(碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察)
实验三碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察实验目的概述实验内容实验方法实验报告思考题一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。
2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。
3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。
4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。
TOP二、概述1. 碳钢热处理后的显微组织碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。
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)。
为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。
在缓慢冷时(相当于炉冷，见图2-3中的V1)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2。
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V3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V4、V5，(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(V4)称为淬火的临界冷却速度。
转变类型组织名称形成温度范围／℃显微组织特征硬度(HRC)珠光体型相变珠光体(P)>650在400～500X金相显微镜下可以观察到铁索体和渗碳体的片层状组织～20(HBl80～200)索氏体(S)600～650在800一]000X以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清25～35屈氏体(T)550～600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显徽镜(5000～15000X)下才能看出片层状35—40贝氏体型相变上贝氏体(B上)350～550在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40—48下贝氏体(BT)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)，过热淬火时则呈粗大片状马氏体60～65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，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2-3中V1：)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
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The manuscript was revised on the evening of 2021碳钢热处理后的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容实验方法指导实验报告要求思考题：实验目的(1)观察和研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。
：实验说明碳钢经热处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连续冷却的CCT曲线。
1 共析碳钢的c曲线图2 45钢的CCT曲线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。
．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。
3 T12 钢球化退火组织图4 低碳马氏体组织5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，故在显微镜下不易分清。
5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。
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。
钢的热处理及热处理后显微组织的观察实验报告
实验（实习）报告
实验名称钢的热处理及热处理后显微组织的观察班级姓名
组别学号
五、实验报告要求
1.按实验结果完成下表
45 T12 测
试记录
加热温度保温
时间
冷却
时间
回火
温度
硬度
HRC
加热
温度
保温
时间
冷却
时间
回火
温度
硬度
HRC
860℃10min
空冷
5min
无
780℃10min
水冷
0.5min
无油冷
2min
无
水冷
0.5min
无
水冷
0.5min
200℃
10min
水冷
0.5min
400℃
10min
水冷
0.5min
600℃
10min
2.在显微镜下观察45 钢的退火、正火、淬火、回火处理后的组织，并在下图中绘出组织特征，标明热处理状态。
3.在显微镜下观察T12 的淬火、回火后组织，并在下图中绘出组织特征，标明热处理状态。
钢的热处理及热处理后的显微组织观察实验报告
钢的热处理及热处理后的显微组织观察实验报告罗毅晗2014011673一、实验目的（1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火。
（2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能（硬度）的影响。
（3）观察碳钢热处理后的显微组织。
二、概述钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。
进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。
三、实验内容加热温度冷却方法回火温度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度平均值860℃水冷﹨52.0 52.1 52.6 52.2 860℃油冷﹨20.2 23.4 19.1 20.9 860℃空冷﹨94.1 94.6 94.2 94.3 860℃炉冷﹨86.0 85.2 85.7 85.6 860℃水冷200℃51.9 52.0 52.1 52.0 860℃水冷400℃34.8 35.3 35.7 35.3 860℃水冷600℃20.3 21.5 19.6 20.5显微组织观察45钢860℃气冷索氏体+铁素体45钢860℃油冷马氏体+屈氏体45钢860℃水冷马氏体45钢 860℃水冷+600℃回火回火索氏体T12钢 760℃球化退火球化体T12钢 780℃水冷+200℃回火回火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体T12钢 1100℃水冷粗大马氏体+残余奥氏体四、实验分析1.火温度而言，淬火温度越高，硬度越高。
但是一旦达到过高温度会导致形成的马氏体，使得力学性能恶化。
2.火介质而言，硬度大小：空冷>炉冷>水冷>油冷。
3.火温度而言，回火温度越高，硬度越低。
图像：分析原因：①据铁碳相图，淬火温度升高，45钢（亚共析钢）中铁素体含量减少，珠光体含量提高，而珠光体硬度很高，铁素体硬度低，导致硬度提高。
②根据C曲线，对亚共析钢的连续冷却，空冷生成F+S，炉冷生成F+P，水冷产生M，油冷产生T+M。
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
钢的热处理实习报告
钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。
其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。
第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A在铁素体和渗碳体的相界面上形成。
有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。
珠光体向奥氏体转变示意图a) 形核b) 长大c) 剩余渗碳体溶解d) 奥氏体均匀化（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。
分为00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1～10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。
影响A晶粒粗大因素1、加热温度越高，保温时间愈长，奥氏体晶粒越粗大。
因此，合理选择加热和保温时间。
以保证获得细小均匀的奥氏体组织。
（930～950℃以下加热，晶粒长大的倾向小，便于热处理）2、A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。
碳钢热处理后的显微组织观察实验报告
碳钢热处理后的显微组织观察实验报告实验目的：通过对碳钢进行热处理，观察不同处理条件下的显微组织变化，了解热处理对材料性能的影响。
实验原理：碳钢是将铁和碳混合熔炼得到的一种合金。
由于碳元素的含量不同，可以分为低碳钢、中碳钢、高碳钢等。
在碳含量小于0.8%的碳钢中，碳的形态为固溶态，一般认为石墨化碳是一种强化剂，但是当碳含量高于一定程度时，石墨化碳就会成为材料的弱化因素，须采取措施排除其中的碳化物（Fe3C）。
其主要手段是通过热处理，使碳元素达到在钢中最佳状态。
热处理是指将材料加热到一定温度，然后以一定的速率冷却，以改变其组织和性能的过程。
其中，淬火是一种快速冷却的热处理方法，可使钢材组织变硬化；回火是在淬火后加热，然后缓慢冷却的过程，可使钢材组织变柔韧。
实验步骤：1. 选择一块碳钢，清洗干净，并用锉刀在表面画两条直线，以便观察显微组织变化。
2. 将碳钢样品置于电炉中，加热到红色，保持5分钟。
3. 将样品迅速取出，浸入凉水中进行淬火，使其从高温状态快速冷却。
4. 对淬火后的样品进行显微组织观察和比较。
5. 将样品置于烘箱中回火，温度和时间由指导老师指定。
实验结果：经过淬火处理的碳钢样品在显微镜下可以看到整齐排列的马氏体组织，该组织具有较高的硬度和脆性，在撞击或载荷作用下容易产生裂纹或断裂。
经过回火处理后，样品显微镜下的组织发生了改变。
马氏体逐渐转化成铁素体，呈现出蓝色和灰色的颜色。
在较高的温度下回火处理后，钢的组织相对缓和，同时也具有一定的硬度和强度。
通过本实验，我们了解到热处理对钢材的影响，并通过不同条件下的显微组织观察和比较，得出了淬火和回火处理对碳钢组织和性能的影响。
淬火处理可以使钢的组织变硬，但脆性也增加；回火处理则可以提高钢的韧性和强度，并减少脆性。
在实际应用中，需要根据不同的需要选择合适的热处理工艺。
钢的热处理实验报告
钢的热处理实验报告热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程来改变材料的性能和结构的方法。
在工程实践中，热处理常常被用来改善材料的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。
本实验旨在通过对不同钢材料进行热处理，观察其微观组织和力学性能的变化，从而深入了解热处理对钢材料性能的影响。
首先，我们选取了三种常见的钢材料，碳素钢、合金钢和不锈钢。
这三种钢材料分别代表了低碳钢、中碳钢和不锈钢，在工程中应用广泛。
我们将对这三种钢材料进行正火、回火和淬火等热处理工艺，以及未经热处理的原始状态进行对比实验。
在实验过程中，我们首先对钢材进行加热处理，然后根据不同的热处理工艺要求进行保温和冷却。
在保温过程中，我们控制了不同的保温时间和温度，以模拟实际工程中的热处理工艺。
接着，我们对经过热处理和未经热处理的钢材进行金相显微镜观察和硬度测试。
通过金相显微镜观察，我们可以清晰地看到钢材的晶粒结构和相变情况，而硬度测试则可以直观地反映钢材的硬度变化。
实验结果表明，经过热处理的钢材在显微组织上发生了明显的变化。
在正火和回火过程中，钢材的晶粒得到细化，晶界清晰，硬度有所提高；而在淬火过程中，钢材的组织发生马氏体变换，硬度显著提高。
相比之下，未经热处理的钢材晶粒粗大，硬度较低。
这些结果充分表明了热处理对钢材料性能的显著影响。
综上所述，本实验通过对不同钢材料进行热处理，观察了其微观组织和力学性能的变化。
实验结果表明，热处理能够显著改善钢材料的性能，使其具有更高的硬度和强度。
因此，在工程实践中，热处理技术具有重要的应用价值，能够满足不同工程材料对性能的需求。
希望本实验能够为相关领域的研究和工程实践提供一定的参考价值。
20号钢热处理组织和硬度综合实验报告
20号钢热处理组织和硬度综合实验一．实验目的（1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。
（2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。
（3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。
（4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。
二．简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及钢热处理后的显微组织特征金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
三．简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。
以0.002毫米作为一个硬度单位。
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC三种硬度。
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
钢的热处理及热处理后的显微组织观察-实验报告
钢的热处理及热处理后的显微组织观察工程材料实验二曹瀚文2012011545授课教师：***一、实验目的（1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火；（2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45号钢热处理后性能（硬度）的影响；（3）观察碳钢热处理后的显微组织。
二、实验结果三、分析淬火温度、淬火介质及回火温度对45钢性能的影响，画出它们同硬度关系的示意曲线，并根据铁碳相图、C 曲线（或CCT 曲线）和回火时的转变阐明硬度变化的原因。
45.7 27.045.7 27.544.6 26.845.3 32.330.8淬火温度：这个可以从铁碳相图来分析，亚共析钢的淬火加热温度为c3A 以上30~50℃。
亚共析钢加热到c3A 以下时，淬火组织中会保留铁素体，使钢的硬度降低。
若淬火温度太高，会形成粗大马氏体，使力学性能恶化。
●淬火介质：这个可以从C曲线来分析，空→油→水是淬火的速度的依次增加，当奥氏体从高温降温时，如果冷却速度不同，就会以不同的方式通过C曲线，空→油→水对应得到的组织是S+F→M+T→M,因此硬度会依次增加。
●回火温度：这个可以从回火时的转变来分析，回火温度升高时，除去脆性危险区，我们依次得到的是回火M→回火T→回火S,马氏体的碳质量分数也依次降低，因此硬度也就依次降低。
所以我们就得到回火温度升高，硬度会随之降低的曲线。
四、显微组织图（1）T12 780水淬 200回火（回火M）（2）45钢 860油淬（T+M）（3）45钢 860水淬（M）（4）45钢 840水淬 600回火（回火S）（5）T12钢球化退火（6）45钢 860正火五、思考题：（1）45钢常用的热处理是什么？它们的组织是什么？多做什么工件？答：45钢属于中碳结构钢，常用热处理为正火+调制处理，组织为回火索氏体。
可用来制造齿轮、轴类、套筒等零件。
（2）退火状态的45钢试样分别加热到不同温度（例如600~900℃之间）后，在水中冷却，其硬度随加热温度如何变化？为什么？答：亚共析钢的淬火加热温度一般为A以上30~50℃，45钢3c则大概应该在880℃附近。
碳钢热处理后的显微组织观察实验报告
实验三 碳钢热处理后的显微组织观察一、实验目的1、观察碳钢热处理后的显微组织。
2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
二、概述碳钢经热处理后的组织，可以是平衡或接近平衡状态(如退火、正火)的组织，也可是不平衡组织(如淬火组织)。
因此在研究热处理后的组织时，不但要参考铁碳相图，还要利用C 曲线。
铁碳相图能说明慢冷时不同碳含量的铁碳合金的结晶过程和室温下的组织，及相的相对量。
C 曲线则能说明一定成分的铁碳合金在不同冷却条件下的转变过程，及能得到哪些组织。
1、钢冷却时的转变1)共析钢过冷奥氏体连续冷却后的显微组织 为了简便起见，不用C(丁曲线而是用C 曲线来分析。
共析钢在慢冷时(见图16—24中的V 1)，将全部得到珠光体。
冷速增大到V 2时，得到片层更细的珠光体，即索氏体或屈氏体。
冷速再增大到V 3时，得到屈氏体和部分马氏体。
而冷却速度增大到V 4，V 5时，奥氏体一下被过冷到马氏体转变始点(Ms)以下，转变成马氏体。
由于共析钢的马氏体转变终点在室温以下(－50℃)，所以在生成马氏体的同时保留有部分残余奥氏体。
与C 曲线鼻尖相切的冷速(V 4)称为淬火的临界冷却速度。
2)亚共析钢过冷奥氏体连续冷却后的显微组织 亚共析钢的C 曲线与共析钢的相比，上部多了一条铁素体析出线，如图16—25所示。
当奥氏体缓慢冷却时，(见图16—25中的V 1)，转变产物接近于平衡状态，显微组织是珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增大，例如由V 1→V 2→V 3时，奥氏体的过冷度越大，析出的铁素体越少，而共析组织(珠光体)的量增加，碳含量减少，共析组织变得更细。
这时的共析组织实际上为伪共析组织。
析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
因此，由V 1→V 2→V 3时，显微组织的变化是：铁素体+珠光体→铁素体+索氏体→铁素体+屈氏体。
当冷却速度为V 4时，析出的铁素体极少，最后主要得到屈氏体和马氏体。
当冷却速度超过临界冷却速度后奥氏体全部转变为马氏体。
金属材料的显微组织观察
有色金属：铜合金
黄铜为Cu-Zn合金，常用的黄铜为α单相黄铜和α+β两相黄铜。
α相
β相
α+β两相黄铜：含锌量为 39%～45%的黄铜为α+β两相 黄铜，典型牌号有H62（即 四六黄铜）。在室温下β相 较α相硬得多，因而可用于 承受较大载荷的零件。α+β 两相黄铜可在600℃以上进 行热加工。α+β两相黄铜显 微组织：α为亮白色的固溶 体，β是CuZn为基的有序固 溶体
有色金属：铝合金
有色金属：铝合金
属二元铝-硅合金，又名硅铝明体α相
（α+Si）共晶体
未变质处理
已变质处理
图14-1 ZL102合金为未变质的显微组织
图14-2 ZL102合金为变质的显微组织
Al-Si合金变质前后的铸态组织
有色金属：铜合金
相图下部自左至右分别有αβγδεη 六个单相区，这六个相都是固相， 其中α向η相是固溶体，βγδε都是 金属化合物。液相和固相，固相 和固相之间是两相区，合金在这 些区域是两相共存。液相区的下 界限相当于不同成分合金的凝固 点，或者熔点，可以看出，液相 区的下界限从左到右逐渐降低， 也就是说，合金的含锌量越多， 合金的凝固点越低。此外，液相 区下面存在着几个液相和固相共 存的区域，也就是说，合金的凝 固不是恒温进行，结晶过程是在 一个温度范围内进行的，固—液 两相共存区域的垂直距离越大， 合金结晶的温度范围越大，这种 合金在结晶石的流动性就差一些。
45
碳钢热处理组织
钢 调 质 处 理
调质处理后，组织为均匀细小的保持马氏体位向的回火索氏体。45钢调质后的组织形 态首先取决于淬火组织（当然淬前原始组织也有影响）。因加热不足而残留在马氏体 组织中的块状铁素体，或因冷却不足而在马氏体晶界区形成的网状铁素体，均会保留 到高温回火后的索氏体组织中。同时，淬火马氏体的粗细直接影响索氏体的粗细。
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
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钢的热处理及热处理后的显微组织观察
实验报告
罗毅晗2014011673
一、实验目的
（1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火。
（2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能（硬度）的影响。
（3）观察碳钢热处理后的显微组织。
二、概述
钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。
进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。
三、实验内容
显微组织观察
45钢860℃气冷索氏体+铁素体
45钢860℃油冷马氏体+屈氏体
45钢860℃水冷马氏体
45钢 860℃水冷+600℃回火回火索氏体
T12钢 760℃球化退火球化体
T12钢 780℃水冷+200℃回火回火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体
T12钢 1100℃水冷粗大马氏体+残余奥氏体
四、实验分析
1.火温度而言，淬火温度越高，硬度越高。
但是一旦达到过高温度会导致形成的马氏体，使得力学性能恶化。
2.火介质而言，硬度大小：空冷>炉冷>水冷>油冷。
3.火温度而言，回火温度越高，硬度越低。
图像：
分析原因：
①据铁碳相图，淬火温度升高，45钢（亚共析钢）中铁素体含量减少，珠光体含量提高，而珠光体硬度很高，铁素体硬度低，导致硬度提高。
②根据C曲线，对亚共析钢的连续冷却，空冷生成F+S，炉冷生成F+P，水冷产生M，油冷产生T+M。
因此，硬度大小为：空冷>炉冷>水冷>油冷。
③高温回火生成回火索氏体，中温回火生成回火屈氏体，低温回火生成回火马氏体+残余奥氏体。
硬度大小为：回火马氏体>回火屈氏体>回火索氏体。
因此，回火温度越低，生成产物硬度就越高。
五、思考题
（1）45钢的热处理时850℃水淬+550℃回火，即淬火+高温回火（调质处理）。
生成物是回火索氏体。
45钢广泛用于制造齿轮、轴类件、连杆、螺栓等工件。
（2）回火温度越高，硬度越低。
因为高温回火生成回火索氏体，中温回火生成回火屈氏体，低温回火生成回火马氏体+残余奥氏体。
硬度大小为：回火马氏体>回火屈氏体>回火索氏体。
因此，回火温度越低，生成产物硬度就越高。
（3）用金相法观察产物。
若产物中观测到大量白色晶粒状的铁素体，则是淬火加热温度不足；若产物中观测到大块黑色晶团状的屈氏体，则是冷却速度不足。
（4）45钢调制处理后生成回火索氏体，它是由粒状渗碳体和等轴形铁素体组成的混合物，在光学显微镜下观测到渗碳体小颗粒，它均匀地分布在铁素体中，性能方面，它具有良好的韧性和塑性，同时具有较高的强度，因此具有良好的综合力学性能。
广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其他机器上的齿轮、轴类件、连杆、螺栓等工件。
T12球化退火的产物是球化体，球化体指的是铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。
球化退火是使钢中碳化物球状化的热处理工艺。
性能方面，球化体塑性好，韧性强但硬度低；但球化体经过淬火和低温回火及磨削加工后的T12钢产物硬度高，韧性较低，可制造锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。