钢渗碳后的组织观察
碳钢热处理后组织观察
760C°淬火（水冷）
900C°淬火（水冷） 200C°回火 920C°淬火（水冷） 1100C°淬火（水冷）
组织 索氏体+铁素体 混合马氏体 屈氏体+马氏体 回火屈氏体
回火索氏体
马氏体+铁素体 索氏体+粒状渗碳体 隐晶马氏体+粒状渗碳体+残余奥 氏体 针状马氏体+粒状渗碳体+残余奥 氏体 板条马氏体
碳钢热处理后的组织 表2-1
编号 1 2 3 4
5
6 7 8
9
10 11
材料 45钢 45钢 45钢 45钢
45钢
45钢 T12 T12
T12
16Mn 1.3%C
热处理工艺 860C°正火（空冷） 860C°淬火（水冷） 860C°淬火（油冷） 860C°淬火（水冷） 400C°回火 860C°淬火（水冷） 600C°回火 760C°淬火（水冷）
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
二○○二年六月
再见
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
共析钢和过共析钢淬火前，通常是球
化退火组织，经正常加热淬火后，得到的 马氏体是细小的，在光学显微镜下分辨不 出来它的形态，故通常称为隐晶马氏体。 T12钢正常淬火组织为：隐晶马氏体和粒状 碳化物及少量残余奥氏体。
45钢水淬组织为：混合马氏体（板条马氏体+ 针状马氏体），其中以板条状马氏体为主。
实验一碳钢热处理后的基本组织观察
图1 45钢的完全退火组织（F+P） 200X 图2 T12钢的球化退火组织 500X
Ac3（或Acm）+30～50℃ 保温 空冷
1.正火
P片层较细 F晶粒较细小 强度和硬度较高
2.与退火相比
正火组织 图3 45钢正火组织 400X 图4 45钢正常淬火组织 500X
01
低温回火：回火马氏体
02
中温回火：回火屈氏体
03
高温回火：回火索氏体
04
回火
回火组织 图7 45钢水淬后200回火组织 500X 图8 45钢水淬后400回火组织500X
将各种材料的试样进行钢印编号，记录下不同材料的编号；
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奥氏体化的加热温度;
六、实验报告要求
进行热处理试验时应注意高温，避免烫伤，做好防护。
金相试样制备应注意试样的清洁、光滑无划痕，以免影响组织观察的真实性。
01
02
七、实验注意事项
八、思考题
简述碳钢经过四种不同的热处理（退火、正火、淬火、回火）后组织和性能产生了哪些影响？
实验一 碳钢热处理后的基本组织观察
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观察和分析碳钢经不同热处理后钢的组织特征，掌握其变化规律；
1
熟悉和理解不同热处理工艺对碳钢组织和性能的影响。
2
一、实验目的
STEP 01
STEP 02
分别对20钢、45钢、T8钢和T10钢进行不同工艺的热处理；
Ac3或Ac1以上； 保温使其奥氏体化 快速冷却
淬火：
主要是马氏体或下贝氏体 少量残余奥氏体及未溶的第二相 目的：增加硬度和耐磨性
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。
钢的热处理及热处理后的显微组织观察实验报告---精品管理资料
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。
钢热处理后的组织观察及洛氏硬度示范
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉注意事项
一 实验目的
1 熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特 征
2 加深理解不同热处理工艺对碳钢组织和硬度的 影响
3 熟悉洛氏硬度计的使用方法
二 实验仪器
1 数字网络显微金相系统 2 布氏硬度机
因此;适用于成批生产大量检测的机械 冶金热加工过程中以及 半成品或成品的检验 特别适用于刃具 模具 量具 工具等成品 的检测
四 操作步骤
(1)
观察表62中所列试祥的显微组织;掌握各种组织的形态特征;并绘出所
观察试样的显微组织示意图
(2)
测定45钢经不同热处理后的各试样的硬度;绘出硬度与回火温度的关
3%HNO3酒精溶液
13
T12
1000℃水淬
3%HNO3酒精溶液
五 注意事项
1 观察组织前;先明确材料成分 热处理条件及浸蚀剂等 2 结合铁碳相图和相应钢种的过冷奥氏体转变曲线分析不同 热处理条件下各种组织的形成过程 3 对不同热处理的组织;可采用对比的方法进行分析研究; 例 如退火与正火 水淬与油淬 马氏体与回火马氏体 屈氏体与回 火屈氏体 索氏体与回火索氏体 回火屈氏体与回火索氏件等 4 在弄清各种组织的形态特征后;再绘显微组织示意图 5 在教师的指导下测量硬度;并记录测量的全部数据;以供绘制 曲线和分析时使用
三 实验原理
3 1 碳钢热处理
碳钢经热处理后 的组织大都是不平 衡组织;因此;在研 究热处理后的组织 时;不但要使用铁碳 相图;而且要用钢的 过冷奥氏体转变曲 线TTT或CCT曲线 来分析
图61 45钢的CCT曲线
45钢经完全退火后得到的组织是铁素体+珠光体 正火 后的组织是铁索体+索氏体;如图62所示 与退火后的组织 比较;正火后的组织中铁素体量较少;珠光体型组织细密且 数量较多
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。
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。
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
二、实验仪器及材料
1．实验仪器 XJG-05型卧式金相显微 镜，4XC型金相显微镜 2．试验材料 低碳钢带状组织试样、低 碳钢游离渗碳体试块、碳钢魏氏组织试 块
三、实验内容及步骤
1、分析低碳钢带状组织、魏氏组 织、游离渗碳体的形态、成因、危 害及消除办法； 2、画出钢的带状组织、魏氏组织 和游离渗碳体的组织形态； 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。
二是冷却速度较快。
如果奥氏体晶粒不是特别粗大，冷速比较快的时候也可能形成魏氏组织，但这 种魏氏组织不会有什么害处，有文献记载低级别魏氏组织能够增强材料的冲击 韧性。
2、魏氏组织的形成原因、危害及消除
魏氏体的危害：
在正火中不允许出现，由于其铁素体的形态有异于正常 的等轴状，在最终热处理会有增大变形的倾向。
10钢退火 500x
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。
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。
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。
实验五 碳钢热处理后的显微组织观察[1]
![实验五 碳钢热处理后的显微组织观察[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/7b43c1c48bd63186bcebbc8d.png)
实验五 碳钢热处理后的显微组织观察一、 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、 实验设备及材料(1)光学金相显微镜；(2)碳钢经热处理后的组织试样；三、实验原理1.钢的退火和正火组织亚共析成分的碳钢经完全退火后得到接近于平衡状态的组织（见实验一图）。
过共析成分的碳钢球化退火后组织中的二次渗碳体及珠光体中的渗碳体呈颗粒状，如图一所示。
45钢正火后的组织（图二）比退火后的组织细，珠光体的相对量也比退火组织高，原因在于正火的冷却速度比退火的冷却速度大。
图一 T12钢球化退火 图二 45钢正火2.钢的淬火组织45钢加热到760℃（即A C1～A c3间，然后水中冷却（这种淬火称为不完全淬火），得到马氏体和铁素体组织，如图三所示。
图中呈暗色针状为马氏体，白色块状为铁素体。
45钢860℃正常淬火后组织为细小的马氏体，如图四所示。
45钢经1000℃过热淬火组织为粗大的马氏体，如图五所示。
45钢860℃油冷（V冷< V K）后的组织为亮白色的马氏体和呈暗黑色块状分布于晶界处的屈氏体，如图六所示。
T12钢正常加热温度淬火后的显微组织为细小的针状马氏体和白色的颗粒状渗碳体（图七）。
当淬火加热温度过高（如1000℃）时，显微组织出现粗大的马氏体，并有一定数量（15%～30%）的亮白色的残余奥氏体存在于马氏体针间（图八）。
图三 45钢760℃淬火 图四 45钢860℃淬火图五 45钢1000℃淬火 图六 45钢860℃油淬图七 T12钢780℃淬火 图八 T12钢1000℃淬火3.淬火后的回火组织钢经淬火后得到的马氏体和残余奥氏体均为不稳定组织，具有向稳定的铁素体和渗碳体的两相混合物组织转变的倾向。
通过回火，将淬火钢加热（低于A 1线温度），可促进这个转变过程的进行。
淬火钢经不同温度回火得到以下三种组织：（1）回火马氏体淬火钢经低温回火（150℃～250℃）后得到回火马氏体，因容易受浸蚀，故颜色比淬火马氏体深，呈暗黑色（图九）。
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。
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+?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。
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。
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。
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
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。
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检查A‘M部位 部位 检查 节园） （节园）
检查心部F 检查心部 部位 H 1 H 3
检查心部硬度部位
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 ——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 掌握渗碳层深度的测定方法 2.了解工件渗碳层中碳化物、残余奥氏体和马氏体及心部铁素体的评 了解工件渗碳层中碳化物、 了解工件渗碳层中碳化物 级标准及缺陷组织。 级标准及缺陷组织。
心部铁素体评级标准
根据铁素体的形态、 根据铁素体的形态、数量 及其大小， 及其大小，对照标准图片 进行评定。该标准共分6级 进行评定。该标准共分 级， 1-3级合格，4-6级返修。 级合格， 级返修 级返修。 级合格 评级部位见图所示） （评级部位见图所示）
齿根
检查K部位 检查 部位 齿顶） （齿顶）
3. 渗碳件的质量检查 （1）渗碳层深度检查方法 ） 宏观断口法； 宏观断口法； 金相显微组织法； 金相显微组织法； 等温淬火法； 等温淬火法； 化学分析法； 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 Nhomakorabea550
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： 测量渗层深度的方法： 显微镜放大倍数为100倍（用带刻度 倍的目镜与 倍的物 倍的目镜与10倍的物 显微镜放大倍数为 倍 用带刻度10倍的目镜与 ），每小格的尺度为 每小格的尺度为0.013mm。 镜），每小格的尺度为 。 1. 低碳钢淬火试样要进行正火，磨抛后用 硝酸酒精浸蚀。 低碳钢淬火试样要进行正火 磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀 淬火试样要进行正火， 硝酸酒精浸蚀。 渗层总层深=过共析 共析+亚共析的 过共析+共析 亚共析的1/2处 渗层总层深 过共析 共析 亚共析的 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 低碳合金钢淬火试样要进行等温退火 淬火试样要进行等温退火（ ），磨抛后用 硝酸酒精浸蚀。 磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀 样），磨抛后用 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） 过共析+共析 亚共析（ 渗层总层深 过共析 共析 亚共析（即测至心部组织不变处） 亚共析（ ＋ ） 过共析P＋ 共析（ ） 心部 ← 亚共析（P＋F） ← 共析（P） ← 过共析 ＋Fe3CⅡ
2
1
（2）硬度检查方法 ） 检查齿轮表面 检查齿轮表面 硬度的部位 硬度的部位 齿顶角
检查齿轮心部 检查齿轮心部 硬度的部位 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） ）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， 在淬火回火状态下评定。试样应在横断面切取，用4%硝 硝 酸酒精溶液浸蚀，在400倍下观察，根据评级标准进行评定。 酸酒精溶液浸蚀， 倍下观察，根据评级标准进行评定。
二、实验内容概述
1. 20CrMnTi钢渗碳后缓冷组织； 钢渗碳后缓冷组织； 钢渗碳后缓冷组织
心部
← 亚共析（P＋F） ← 共析（P） ← 亚共析（ ＋ ） 共析（ ）
过共析P＋Fe3CⅡ 过共析 ＋
2. 20CrMnTi钢渗碳后淬火组织 钢渗碳后淬火组织 节园： 节园：M回＋K＋A’ ＋ 齿顶： 齿顶： M回＋K＋A’ ＋ 心部：低碳 心部：低碳M
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。 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 级合格， 级返修。（评级部位见图所示 级返修。（评级部位见图所示） 该标准共分 级。 1-6级合格，7-8级返修。（评级部位见图所示） 级合格
渗碳层碳化物评级标准
该标准共分8级 常啮合齿轮 级合格 级合格， 级返修 级返修， 级废品 级废品； 该标准共分 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 级合格， 级返修 级返修， 级废品。（评级部位见图所示 级废品。（评级部位见图所示） 啮合齿轮 级合格，6-7级返修，8级废品。（评级部位见图所示）