金相的基础知识
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。
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
《金相检验》课件
金相检验的目的和意义
评估金属材料的质量和性能
通过金相检验，可以了解金属材料的微观结构和夹杂物分 布，从而评估其力学性能、耐腐蚀性能等，为产品的可靠 性和安全性提供保障。
控制生产过程
金相检验可以对生产过程中的金属材料进行实时监控，及 时发现并解决生产过程中出现的问题，提高产品质量和生 产效率。
促进新材料研发
利泽 。
04
金相显微镜观察
金相显微镜的构造与原理
金相显微镜由照明系统、载物台、物 镜、目镜等主要部分组成，能够将物 体放大并清晰地展示在屏幕上。
金相显微镜的原理基于光学成像原理 ，通过透镜的折射和反射将物体放大 并投影到目镜上，以便观察。
02
可以观察金属材料的相 组成、相比例和相分布 等相组成特征。
03
可以观察金属材料的表 面形貌、粗糙度和纹理 等表面特征。
04
可以观察金属材料的内 部缺陷、夹杂物和析出 相等内部特征。
05
金相检验标准与报告编写
金相检验标准
1 2
金属材料的金相检验标准
根据金属材料的种类、牌号和用途，制定相应的 金相检验标准，包括金相组织、晶粒度、夹杂物 等方面的规定。
相变类型
02
共析、包析、马氏体相变等。
相变对性能的影响
03
相变会导致金属材料的性能发生显著变化，如钢铁在冷却时发
生相变，硬度增加，耐磨性提高。
03
金相制备技术
金相试样的选取与截取
选取代表性试样
根据检验目的和要求，选取具有代表 性的金相试样，确保能够反映材料或 零件的整体特征。
截取方法
根据试样的大小和形状，采用适当的 锯切、切割或破碎等方法，将试样从 原始材料中截取下来。
金属金相组织基础知识介绍
金属金相组织基础知识介绍现代材料可以分为四大类——金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
钢铁由铁矿石提炼而成，来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A 和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：1. 铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc 结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100 HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe 中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
2. 奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、 =40~50%。
金相基础知识培训
下贝氏体
4、奥氏体
在碳钢中，奥氏体是碳溶于Y-Fe中的固溶体。在合 金钢中，奥氏体则是碳和合金元素固溶于γ-Fe中的 固溶体。奥氏体具有面心立方结构。 从Fe-Fe3C平衡状态图可知，在碳素结构钢或一般 低合金结构钢中，奥氏体是一个高温相，在高温时 才稳定存在。在室温时奥氏体将转变成其他组织。 结构钢经淬火后会存在残留奥氏体，它分布在马氏 体针间隙中，或分布在下贝氏体针间隙中，不易受 侵蚀，在光学显微镜下呈白色。
奥氏体
5、马氏体
在碳钢中，马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和固溶体;在合金 钢中，马氏体是碳和合金元素溶于α-Fe中的过饱和固体。 当钢的奥氏体以极快速度冷却下来时，过冷奥氏体以极快的 速度转变成马氏体。这时铁和碳原子都来不及扩散，只是由 γ-Fe的面心立方晶格转变为α-Fe的体心正方，即由碳在γ-Fe 中的固溶体转变为碳在α-Fe中的固溶体，故马氏体转变是无 扩散的。由于碳在α-Fe中的溶解度极小，因此转变的产物是 碳在α-Fe中的过饱和固溶体，这种过饱和的固溶体称为马氏 体。根据马氏体的金相特征，可将马氏体分为低碳的板条状 马氏体和高碳的针状马氏体。
针状马氏体
片状马氏体
（3）回火马氏体
回火马氏体是淬火钢经低温回火后的产物。
回火马氏体的基本特征是:仍具有马氏体针状 特征，但经侵蚀后显示的颜色比淬火马氏体 要深。在光学显微镜下的形貌与下贝氏体相 似。马氏体内析出为ε-碳化物，呈无规则分 布。
回火马氏体
6、回火屈氏体
回火屈氏体是淬火钢经中温回火后的产物。
3、密排六方晶体结构
（二）、合金的晶体结构
合金是由两种或两种以上的金属或非金属经熔炼、烧结或其 他方法组合而成并具有金属特性的物质。碳钢就是由碳和铁 组成的合金。
金相显微分析基础知识
金相显微分析基础知识金相分析在材料研究领域占有十分重要的地位,是研究材料内部组织的主要手段之一。
金相显微分析法就是利用金相显微镜来观察为之分析而专门制备的金相样品，通过放大几十倍到上千倍来研究材料组织的方法。
现代金相显微分析的主要仪器为：光学显微镜和电子显微镜两大类。
这里仅介绍常用的光学金相显微镜及金相样品制备的一些基础知识．（一）光学金相显微镜的一些基础知识概述一．金相显微镜的构造金相显微镜的种类和型式很多，最常见的有台式、立式和卧式三大类。
金相显微镜的构造通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附带有多种功能及摄影装置。
目前，已把显微镜与计算机及相关的分析系统相连，能更方便、更快捷地进行金相分析研究工作。
1．光学系统：其主要构件是物镜和目镜，它们主要起放大作用。
并获得清晰的图象。
物镜的优劣直接影响成象的质量。
而目镜是将物镜放大的象再次放大。
2．照明系统：主要包括光源和照明器以及其它主要附件（1）光源的种类：包括白炽灯（钨丝灯）、卤钨灯、碳弧灯、氙灯和水银灯等。
常用的是白炽灯和氙灯，一般白炽灯适应于作为中、小型显微镜上的光源使用，电压为6—12伏，功率15—30瓦。
而氙灯通过瞬间脉冲高压点燃，一般正常工作电压为18伏，功率为150瓦，适用于特殊功能的观察和摄影之用。
一般大型金相显微镜常同时配有两种照明光源，以适应普通观察和特殊情况的观察与摄影之用。
（2）光源的照明方式：主要有临界照明和科勒照明。
散光照明和平行光照明适应于特殊情况使用。
1）临界照明：光源的象聚焦在样品表面上，虽然可得到很高的亮度，但对光源本身亮度的均匀性要求很高。
目前很少使用。
2）科勒照明：特点是光源的一次象聚焦在孔径光栏上，视场光栏和光源一次象同时聚焦在样品表面上，提供了一个很均匀的照明场，目前广泛使用。
3）散光照明：特点是照明效率低，只适应投射型钨丝灯照明。
4）平行光：照明的效果较差，主要用于暗场照明，适应于各类光源。
金相检验基础知识培训
金相检验基础知识培训金相检验是一种常用的金属材料分析方法，通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来了解其内部结构和性能。
它在工业生产和科学研究领域中起着重要的作用。
本篇文章将介绍金相检验的基础知识，包括金相检验的定义、检验方法与步骤、常用的显微镜及其使用方法、样品的制备以及金相检验的应用。
一、金相检验的定义金相检验是指对金属材料的显微组织进行观察和分析的一种方法。
通过利用显微镜对金属材料进行放大观察，可以获得关于金属内部结构、晶粒大小、晶粒形貌、相组成等方面的信息。
金相检验可以帮助我们了解金属材料的性能、品质以及工艺加工过程中的变化。
二、金相检验的方法与步骤1. 金相材料制备：首先需要将待检验的金属材料制备成试样。
通常采用切割、研磨、抛光等方法，使材料表面平整、光亮，方便显微观察。
2. 试样腐蚀：经过制备后的金属材料试样需要进行腐蚀处理。
常用的腐蚀试剂有酸性溶液、碱性溶液和复合试剂等，在试样表面加以处理，以便于显微观察。
3. 显微观察：将腐蚀处理后的金属材料试样放置在显微镜下进行观察。
根据实际需要，可以选择不同倍率的显微镜进行观察。
观察过程中需要调节焦距、光照等参数，以获取清晰的显微图像。
4. 显微图像分析：对所观察到的显微图像进行分析。
可以测量晶粒尺寸、晶界类型、颗粒形貌等参数，还可以通过显微图像的比对，判断材料是否存在缺陷、变形、相分离等问题。
三、常用的显微镜及其使用方法常用的显微镜包括光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜。
光学显微镜主要用于金相检验中的观察和分析，而电子显微镜则可以提供更高的分辨率和更详细的信息。
在使用显微镜时，需要注意以下几点：1. 校准显微镜：使用前需要校准显微镜，确保观察结果的准确性。
2. 调节焦距：调节显微镜的焦距，使试样的显微图像清晰可见。
3. 光源调节：根据观察需求，调节显微镜的光源，以获得适当的亮度和对比度。
4. 观察角度：通过调整试样和显微镜的相对位置，选择最佳的观察角度。
金属材料-力学性能及金相检验基础知识
拉伸曲线的类型
不同类型曲线上的上屈服强度和下 屈服强度（ReH和ReL）
塑性
• 是指在外力作用下，能引起金属永久变形而不发 生破断，在外力取消后仍能保持变形后的形状的 能力。 • 材料的塑性值也可以通过拉伸试验，在测得金属 材料强度的同时确定出来。通常塑性的高低用伸 长率（A、δ）和断面收缩率（Z、ψ）来衡量，其 单位为%。 • 伸长率表示拉断后试样的伸长量与原来标距长度 相比的百分数。 • 截面收缩率表示拉断后试样在断裂处的收缩面积 与原来横截面积相比的百分数。
压缩、弯曲、剪切试验
• 压缩试验与拉伸试验相似，只是受力方向相反。通常只用 于生铁、水泥等较脆的材料。抗压强度的符号是σbc ，单 位也是MPa（N/mm2）。 • 弯曲试验主要用于测定材料在弯曲力矩作用下的强度和塑 性，通常有两种加载方法：三点加载和四点加载，弯曲试 验的对象主要是对塑性变形很小或较脆的材料，在拉伸时 不易进行塑性变形测量的材料，如铸铁、硬质合金、工具 钢等，测量指标是抗弯强度和挠度。弯曲强度的符号是 σbb ，单位也是MPa（N/mm2），挠度符号是f，单位mm。 对于塑性很好的材料，弯曲试验没有什么意义，只在评定 材料工艺性能时进行冷弯试验，以观察其在弯曲到规定角 度时有无裂缝或断裂，借此评定材料的工艺质量，不进行 应力计算。试验方法是GB/T232《金属材料 弯曲试验方 法》。 • 剪切试验的对象是铆钉、销子等，其试验材料为塑性很好 的金属。剪切试验的目的是测出材料的最大错动力和相应 的应力，即剪切强度。
维氏硬度
• 表示方法：如，225HV1/20表示用1kgf（9.807N）试验力 保持20秒，测定的维氏硬度值为225。 • 对试样要求：试验面的制备要求较高，一般要求粗糙度不 大于0.2μm，但对于小负荷和显微维氏硬度试验，则要求 在0.1μm以下；而且试验面的加工也必须确保使表面产生 形变硬化。 • 优点：试验力可任意选择，可测厚薄不同的试样的厚度， 是测量最精确的一种试验方法。 • 缺点：试样制备与压痕测量较费时间，工作效率较低，只 适用于在试验室中进行，不适用大批量生产中的常规检验， 压痕较小，代表性差，受成分偏析和组织不均匀等缺陷影 响较大，因此所测硬度值的重复性差，分散度大。 • 虽然试验力可任意选择，硬度值可任意比较，但因压痕大 小不同，测量误差也不同，因此，在进行硬度值比较时， 应尽可能选择与原先测试那些试样硬度时相同的试验力。
金相基础知识普及解析
石英 SiO2 铝酸盐 CaO·2Al2O3
3Al2O3·2SiO2
形状及分布
明场
暗场
成群，成串
成群，变形后成 串
金黄色
不透明
随碳含量不同由浅黄变 完全不透明 紫玫瑰
偏光 各向同性 各向同性
孤立或成群 孤立或成群
淡粉色 淡粉
不透明 不透明
各向同性 各向同性
球状 变形后呈链状
7
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998中夹杂物宽度
单位：μm
夹杂物 类型
细系
最小宽度
最大宽度
粗系 最小宽度 最大宽度
A
2
4
＞4
12
B
2
9
＞9
15
C
2
5
＞5
12
D
3
8
＞8
13
D类夹杂物规定为最8
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998 中夹杂物级别最小值
色随MnS量而变，MnS 少时呈淡黄色，增多时 变深蓝色，再变深为深 灰色
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点。
不透明
各向异性，不透明
透明，色由淡黄 各向异性，透明呈玻
到褐色
璃状时各向同性
锰矽酸盐 2MnO·SiO2
铁锰矽酸盐 mFeO·nMnO·SiO2
多为玻璃质，球 状任意分布，易 变形，变形后伸 长
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数 量级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属 夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
金相分析基础范文
金相分析基础范文金相分析是一种常见的金属材料表征方法，通过观察金属材料的组织结构和显微组织来推断其性质和性能。
在金属材料的生产、加工和质量控制过程中，金相分析起着重要的作用。
本文将介绍金相分析的基础知识，包括样品制备、显微镜观察和金相图分析。
首先，样品制备是金相分析的第一步。
样品的正确制备对于后续的金相分析非常关键。
对于切割样品，应选择合适的切割方法和设备，以减小样品切割面的变形和热损伤。
切割结束后，应使用打磨机对样品表面进行粗磨和细磨处理，以去除切割残留物和磨削痕迹。
最后，样品应经过抛光，以获得光洁平滑的表面。
然后，显微镜观察是金相分析的核心环节。
金相分析通常使用光学显微镜和电子显微镜进行观察。
光学显微镜可用于观察晶粒形态、晶界、相分布和裂纹等信息。
电子显微镜则可以提供更高的放大倍数和更详细的结构信息。
通过观察样品的显微组织，可以对金属材料的组织结构和性质进行分析。
最后，金相图分析是金相分析的重要方法之一、金相图是一种图形化的表示材料相图的方法，通过金相图可以了解材料在不同温度下的相组成和相转变关系。
在金相图分析中，需要识别不同相的组成和特征，进而推断金属材料的性质和性能。
金相图分析可以帮助解释材料在不同条件下的力学性能、热处理效果以及应力应变响应等问题。
除了上述基础知识，金相分析还包括一些高级技术，如电子背散射衍射（EBSD）、扫描电镜能谱分析（EDS）和透射电镜（TEM）等。
这些技术可以提供更加详细和准确的材料信息。
综上所述，金相分析是一种重要的金属材料表征方法，通过样品制备、显微镜观察和金相图分析，可以推断金属材料的组织结构和性质。
准确的金相分析结果对于材料的生产和质量控制都具有重要意义。
金相分析的进一步发展将有助于我们更好地理解金属材料的微观性质和力学行为。
金相检测基础知识培训-ISQT
金相检验基础知识培训主讲：Gmi Li目录⏹金属材料基础知识⏹热处理基础知识⏹金相检测基础知识⏹不同材质金相检测举例1.金属的分类金属通常分为黑色金属和有色金属两大类。
⏹有色金属：除以铁、锰、铬为基的其他合金。
如铝及铝合金，铜及铜合金等。
⏹黑色金属：以铁、锰、铬为基。
常用为铁及铁碳合金。
铁碳合金按碳含量分类如下：A：低碳及低碳合金钢 C含量小于0.25%B：中碳及中碳合金钢 C含量0.25%-0.6%C：高碳及高碳合金钢 C含量大于0.6%D：铸铁 C含量3.5%左右A：低碳及低碳合金钢 C含量小于0.25%典型代表材料:Q345,20CrQ345主要应用于各种钢结构产品。
比如角钢、工字钢、槽钢、各种型材及常用钢板等等。
20Cr通常作为渗碳用钢，表面要求耐磨，心部又要求具有一定的韧性的零部件，通常选用20Cr。
例如齿轮、销轴、齿轮轴等等。
B：中碳及中碳合金钢 C含量0.25%-0.6%典型代表材料：45#、40Cr45#和40Cr的应用基本一致，40Cr的性能稍优于45#。
通常应用于对性能较高的产品上。
比如9.8级及以上的螺栓，要求不高的注塑模具，其他要求调质热处理的零件，表面淬火的零件，氮化的零件等等。
C：高碳及高碳合金钢 C含量大于0.6%典型代表材料：65Mn，T865Mn主要应用于弹簧材料。
热处理工艺是淬火加中温回火。
T8主要用于工具钢，比如冲子，锉刀，锯条等。
其热处理工艺是淬火加低温回火。
D：铸铁 C含量3.5%左右典型代表材料：球铁、灰铁灰铁减震效果较好,通常用于承受压力的底座。
球铁强度较高，可用于曲轴等零件，还可通过热处理进行强化。
2.金属的力学性能所谓力学性能是指金属在外力作用时表现出来的性能。
力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
⏹强度：金属材料在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂是能力成为强度，强度大小通常用压力来表示。
⏹塑性：断裂前金属材料产生永久变形的能力为塑性。
塑性指标也是由拉伸试验测得的。
关于金相组织的基本知识
关于金相组织的基本知识首先金相人员进行试样组织分析时候，必须了解铁碳相图Fe-C（Fe-Fe₃C）的意义和特点，以及点、线、区的之间意义；大家可以参考资料铁碳相图的原理和知识基础。
图中ABCD为液相线，AHJECF为固相线；相图中有五个单相区，它们是：ABCD以上--液相区（用L符号表示）；AHNA--固溶体区（用θ表示）NJESGN—奥氏体区（用A或表示）GPQG—铁素体区（用F表示）DFKZ—渗碳体区（用Fe3C或Cm表示）相图中有七个两相区，分别是：L+γ，L+δ，L+Fe3C，γ+δ，γ+α，γ+Fe3C，α+Fe3C鉄碳相图中的特性点；A点 1538℃ｗ（C） 0% 纯铁的熔点； B点 1495℃ｗ（C）0.53% 包晶转变时液态合金的成分；C点 1148℃ｗ（C） 0.43% 共晶点； D点 1227℃ｗ（C）6.69% 渗碳体的熔点；E点 1148℃ｗ（C） 2.11% 碳在γ-Fe中的最大溶解度；G点912℃ｗ（C） 0% α-Fe<=>γ-Fe 转变温度；H点 1495℃ｗ（C） 0.09% 碳在γ-Fe中的最大溶解度；J点 1495 ｗ（C）包晶点；K点 727 ℃ｗ（C） 6.69% 渗碳体的成分； M点 700 ｗ（C） 0%纯铁的磁性转变点；N点 1394 ℃ｗ（C） 0% γ-Fe<=>δ-Fe的转变温度； P点 727℃ｗ（C） 0.0218% 碳在α-Fe中的最大溶解度；S点 727℃ｗ（C） 0.77% 共析点； Q点 600℃ｗ（C） 0.0057% 600℃时碳在α-Fe中的溶解度；相图中还有两条磁性转变线：MO线（770℃）为铁素体的磁性转变线； 230℃虚线为渗碳体的磁性转变线。
Fe-Fe3C相图上有3条水平线，即HJB-包晶转变线；ECF-共晶转变线；PSK-共析转变线HJB-包晶线：在1495℃恒温下，碳的质量分数为0.53%的液相与碳的质量分数为0.09%的的δ铁素体发生包晶反应，形成碳的质量分数为0.17%的奥氏体，其反应式为：LB+δh<=>γj共晶转变线（ECF线）：发生在1148℃的恒温中，由碳的质量分数为4.3%的液相转变为碳的质量分数2.11%的奥氏体和渗碳体[w(C)=6.69%]所组成的混合物，称为莱氏体，用Ld表示；反应式为：Ld<=>γE+Fe3C。
金相组织名词知识(基础)
金相组织名词知识铁素体(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20SiMn2MoVA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量,% 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。
金相基础知识普及
17
铁素体
金相组织识别——铁碳合金的基本相
奥氏体 Austenite
碳溶解于γ－Fe中形成的固溶体称为奥 氏体(Austenite)，用γ或A表示。具有面心立
评级图 级别
0.5
A总长μm 37
B总长μm 17
夹杂物类别 C总长μm 18
D数量个 1
DS直径μm 13
1
127
77
76
4
19
1.5
261
184
176
9
27
2
436
343
320
16
38
2.5
649
555
510
25
53
3
9
898 ＜1181
822 ＜1147
746 ＜1029
36 ＜49
76 ＜107
色随MnS量而变，MnS 少时呈淡黄色，增多时 变深蓝色，再变深为深 灰色
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点。
不透明
各向异性，不透明
透明，色由淡黄 各向异性，透明呈玻
到褐色
璃状时各向同性
锰矽酸盐 2MnO·SiO2
铁锰矽酸盐 mFeO·nMnO·SiO2
多为玻璃质，球 状任意分布，易 变形，变形后伸 长
26
金相组织识别——马氏体
当高温的奥氏体获得极大的过冷（对共析钢要过 冷到230℃以下）造成碳无法扩散，碳化物无法从奥 氏体中析出，就形成一种非平衡的新组织。试验表明， 虽然碳无法从奥氏体中扩散出来，但是奥氏体仍然从 原来γ—Fe的FCC结构转变成α—Fe的BCC结构。因为 没有碳化物的析出，所以碳就过饱和的溶解在BCC结 构中将晶格拉长变成了BCT结构。钢中形成的这种碳 在α—Fe中过饱和的固溶体就被称为马氏体 （Martensite）。有两种典型的组织：板条马氏体与 片状马氏体。
金相检验培训课件
案例二
汽车用铝合金零部件的金相检验 。金相检验可以检测铝合金零部 件的内部缺陷、晶粒度等，确保
汽车零部件的质量和安全性。
其他领域金相检验应用案例分析
能源领域
在能源领域，如核能、太阳能等领域，金相检验可以用于检测材 料在高温、高压等极端条件下的组织变化和性能稳定性。
电子领域
在电子领域，金相检验可以用于检测半导体材料、电子元器件等的 微观结构和性能，确保电子产品的质量和稳定性。
检验流程与操作规范
检验流程
包括样品制备、显微观察、图像分析、结果判定等步骤，需按照标准规定的流程 进行操作。
操作规范
如样品制备时应选择适当的磨削、抛光和蚀刻方法，显微观察时应选择合适的放 大倍数和光源等。
检验报告的编写与审核
检验报告编写
应包括样品信息、检验方法、显微组织特征描述、结果判定 等内容，需按照规定的格式和要求编写。
炼钢连铸坯的金相检验。通过金相检 验，可以检测连铸坯的内部裂纹、孔 洞等缺陷，确保产品质量。
铝合金行业金相检验案例分析
铝合金行业概述
铝合金具有轻质、高强度、耐腐 蚀等优点，广泛应用于航空、汽
车、建筑等领域。
案例一
航空用铝合金材料的金相检验。 通过金相检验，可以检测铝合金 材料的微观组织结构，评估其力 学性能和疲劳性能，确保航空器
优点
能够准确确定晶体结构，对样品制备 要求较低。
缺点
操作相对复杂，需要专业人员操作。
03
金相检验标准与规范
国家标准与行业标准
国家标准
如GB/T 18173-2016《金属显微组织检验方法》等，规定了金相检验的基本原 则、方法、步骤和要求。
行业标准
如YB/T 5145-2003《钢铁显微组织检验方法》等，针对特定金属材料制定了相 应的金相检验标准。
金相的基础知识
金相的基础知识金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。
奥氏体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。
珠光体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。
上贝氏体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6~8od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。
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金相的基础知识金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。
奥氏体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。
珠光体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。
上贝氏体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6~8od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。
转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。
下贝氏体6.下贝氏体－同上，但渗碳体在铁素体针内。
过冷奥氏体在350℃~ms的转变产物。
其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。
与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑，回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。
高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细。
粒状贝氏体7.粒状贝氏体－大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。
过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。
刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为m-a组织。
无碳化物贝氏体8.无碳化物贝氏体－板条状铁素体单相组成的组织，也称为铁素体贝氏体。
形成温度在贝氏体转变温度区的最上部。
板条铁素体之间为富碳奥氏体，富碳奥氏体在随后的冷却过程中也有类似上面的转变。
无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中，在硅、铝含量高的钢中也容易形成。
马氏体9.马氏体－碳在a-fe中的过饱和固溶体。
板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行的板条组成一个板条束，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）。
片状马氏体（针状马氏体）：常见于高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中，针叶中有一条缝线将马氏体分为两半，由于方位不同可呈针状或块状，针与针呈120°角排列，高碳马氏体的针叶晶界清楚，细针状马氏体呈布纹状，称为隐晶马氏体。
二次马氏体-secondary-martensite--工件回火冷却过程中残留的奥氏体发生转变形成的马氏体。
回火马氏体10.回火马氏体－马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和（含碳较低）的a-相混合组织它由马氏体在150~250℃时回火形成。
这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。
回火屈氏体11.回火屈氏体－碳化物和a-相的混合物。
它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。
其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物，针状形态已逐渐消失，但仍隐约可见，碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑的组织，在电镜下才能清晰分辨两相，可看出碳化物颗粒已明显长大。
回火索氏体12.回火索氏体－以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物颗粒。
它由马氏体在500~650℃时高温回火形成。
其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织，马氏体片的痕迹已消失，渗碳体的外形已较清晰，但在光镜下也难分辨，在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大，可看出碳化物颗粒已明显长大。
莱氏体13.莱氏体－奥氏体与渗碳体的共晶混合物。
呈树枝状的奥氏体分布在渗碳体的基体上。
粒状珠光体14.粒状珠光体－由铁素体和粒状碳化物组成。
它是经球化退火或马氏体在650℃~a1温度范围内回火形成。
其特征是碳化物成颗粒状分布在铁素体上。
魏氏组织15.魏氏组织－如果奥氏体晶粒比较粗大，冷却速度又比较适宜，先共析相有可能呈针状（片状）形态与片状珠光体混合存在，称为魏氏组织。
亚共析钢中魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角形，粗大铁素体呈平行或三角形分布。
它出现在奥氏体晶界，同时向晶内生长。
过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状，它出现在奥氏体晶粒的内部。
编辑本段金相组织---铁碳合金一、基本概念1、铁碳合金：碳钢和铸铁的统称，都是以铁和碳为基本组元的合金2、碳钢：含碳量为0.0218%～2.11%的铁碳合金工业纯铁：含碳量小于0.0218%，共析钢：含碳量0.77% 亚共析钢：含碳量0.0218%～0.77% 过共析钢：含碳量0.77%～2.11% 3、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金共晶白口铁含碳量4.3% 亚共晶白口铁含碳量2.11%～4.3% 过共晶白口铁含碳量4.3%～6.69% 4、铁碳合金相图：研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。
注：由于含碳量大于Fe3C的含碳量（6.69%）时，合金太脆，无实用价值，因此所讨论的铁碳合金相图实际上是Fe-Fe3C 二、组元1、纯铁：纯铁指的是室温下的α-Fe，强度、硬度低，塑性、韧性好。
2、碳：碳是非金属元素，自然界存在的游离的碳有金刚石和石墨，它们是同素异构体。
3、碳在铁碳合金中的存在形式有三种：●C与Fe形成金属化合物，即渗碳体；●C以游离态的石墨存在于合金中。
●C溶于Fe的不同晶格中形成固溶体；A. 铁素体：C溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号“F”或“α”表示，铁素体是一种强度和硬度低，而塑性和韧性好的相，铁素体在室温下可稳定存在。
B. 奥氏体：C溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号“A”或“γ”表示，奥氏体强度低、塑性好，钢材的热加工都在奥氏体相区进行，奥氏体在高温下可稳定存在。
C. C与Fe形成金属化合物：即渗碳体Fe3C，Fe与C组成的金属化合物，Fe与C组成的金属化合物，含碳量为6.69％。
以“Fe3C”或“Cm”符号表示，渗碳体的熔点为1227℃，硬度很高(HB＝800)而脆，塑性几乎等于零。
渗碳体在钢和铸铁中，一般呈片状、网状或球状存在。
它的形状和分布对钢的性能影响很大，是铁碳合金的重要强化相。
碳在a-Fe中溶解度很低，所以常温下碳以渗碳体或石墨的形式存在。
金相与热处理一、概述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。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。
与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
1850～1880年，对于应用各种气体(如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。
1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。
二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。
一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。