碳钢热处理后的组织金相分析
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。
碳钢的热处理的实验报告
碳钢的热处理的实验报告碳钢的热处理实验报告引言碳钢是一种重要的结构材料，在工业领域中广泛应用。
热处理是改变碳钢组织和性能的有效方法之一。
本实验旨在通过热处理过程，了解碳钢的相变规律和性能变化，并探讨不同热处理工艺对碳钢性能的影响。
实验方法1. 实验材料：选取C45碳钢作为实验材料，其化学成分为0.45%碳、0.7%锰、0.4%硅、0.02%硫、0.035%磷、残余铁。
初始状态为退火状态。
2. 实验设备：炉子、测温仪、冷却介质等。
3. 实验步骤：a. 预热：将碳钢试样放入炉中，进行均匀加热，使试样达到所需温度。
b. 保温：将试样保持在所需温度下一定时间，使其达到热平衡。
c. 冷却：将试样迅速冷却至室温，可采用水淬、油淬等不同冷却介质。
d. 测量：对不同处理后的试样进行金相显微镜观察和硬度测试。
实验结果与讨论1. 相变规律观察：经过不同热处理工艺后，通过金相显微镜观察发现，碳钢的组织发生了明显变化。
在退火状态下，试样的组织为珠光体和铁素体的混合组织。
经过淬火处理后，试样的组织转变为马氏体。
而经过回火处理后，试样的组织由马氏体转变为珠光体和少量的渗碳体。
这些变化表明热处理工艺对碳钢的组织结构具有显著影响。
2. 硬度测试结果：通过硬度测试，可以评估不同热处理工艺对碳钢硬度的影响。
结果显示，经过淬火处理后，试样的硬度明显提高，达到最大值。
而经过回火处理后，试样的硬度有所降低，但仍高于退火状态。
这说明淬火处理可以显著提高碳钢的硬度，而回火处理则可使其硬度适度下降，同时提高韧性。
3. 性能变化分析：通过对实验结果的分析，可以得出以下结论：a. 淬火处理可以显著提高碳钢的硬度，但会降低其韧性。
适当的回火处理可以在保持一定硬度的同时，提高碳钢的韧性。
b. 不同热处理工艺对碳钢的组织结构有着明显的影响。
珠光体、铁素体、马氏体和渗碳体的相变规律决定了碳钢的性能特点。
c. 热处理工艺的选择应根据具体应用需求，平衡碳钢的硬度和韧性，以满足不同工程要求。
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。
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。
金相实验报告(成分组织观察分析)
金相综合实验报告实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程班级: 材料11（1）指导老师：席生岐高圆小组组长: 仇程希小组成员：齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐二〇一四年四月三日一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作；2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值；3.利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后钢的金相组织分析方法；4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响；5.巩固课堂教学所学相关专业知识，体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。
二、实验内容1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理，工艺规范参考相关资料；2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度；3.制备所给表中样品的金相试样，观察并获取其显微组织图像；4.对照金相图谱，分析探讨本次实验可能得到的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。
三、实验原理热处理是一种很重要的金属加工工艺方法。
热处理的主要目的是改变钢的性能，热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度，经一定时间保温，然后以某种速度冷却下来，从而达到改变钢的性能的目的。
研究非平衡热处理组织，主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。
热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构发生了的一系列的变化。
采用不同的热处理工艺，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。
钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。
(一)碳钢热处理工艺1.加热温度亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃，过共析钢加热温度一般为Ac 1＋30-50℃（淬火）或Acm+50-100℃（正火）。
淬火后回火温度有三种，即：低温回火（150-250℃）、中温回火（350-500℃）、高温回火（500-650℃）。
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。
碳钢的热处理工艺对组织与性能的影响
实验三碳钢的热处理工艺对组织与性能的影响一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作。
2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值。
3.掌握热处理后钢的金相组织分析。
4.For personal use only in study and research; not for commercial use5.6.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响。
7.巩固课堂教学所学相关知识，体会材料的成分-工艺-组织-性能之间关系。
二、实验内容1.45和T12钢试样淬火、回火操作，用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度。
工艺规范见表6—1。
2.制备并观察标6—2所列样品的显微组织。
3.观察幻灯片或金相图册，熟悉钢热处理后的典型组织：上贝氏体、下贝氏体、片状马氏体、条状马氏体、回火马氏体等的金相特征。
三、概述1．淬火、回火工艺参数的确定。
Fe—Fe3C状态图和C—曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。
热处理工艺参数主要包括加热温度，保温时间和冷却速度。
（1）加热温度的确定淬火加热温度决定钢的临界点，亚共析钢，适宜的淬火温度为A c3以上30~50℃，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体。
如果加热温度不足（<A c3），淬火组织中仍保留一部分原始组织的铁素体，造成淬火硬度不足。
过共析钢，适宜的淬火温度为A c1以上30~50℃，淬火后的组织为马氏体十二次渗碳体（分布在马氏体基体内成颗粒状）。
二次渗碳体的颗粒存在，会明显增高钢的耐磨性。
而且加热温度较A cm低，这样可以保证马氏体针叶较细，从而减低脆性。
回火温度，均在A c1以下，其具体温度根据最终要求的性能（通常根据硬度要求）而定。
（2）加热，保温时间的确定加热、保温的目的是为了使零件内外达到所要求的加热温度，完成应有的组织转变。
加热、保温时间主要决定于零件的尺寸、形状、钢的成分、原始组织状态、加热介质、零件的装炉方式和装炉量以及加热温度等。
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。
碳钢材料金相
碳钢材料金相碳钢是一种由铁和碳组成的合金材料，其金相结构对于材料的性能和用途具有重要影响。
金相分析是研究材料金相结构的方法之一，通过显微镜观察和分析材料的金相组织特征，可以了解材料的晶体结构、相含量、相分布等信息，从而评估材料的性能和质量。
碳钢的金相组织主要由铁和碳组成，其中碳的含量在0.02%-2.11%之间。
根据碳钢中碳的含量不同，可以将碳钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三类。
低碳钢的碳含量较低，具有良好的可焊性和可塑性，适用于制造冷冲压件、焊接结构件等；中碳钢的碳含量适中，具有较高的强度和硬度，适用于制造机械零件和工具；高碳钢的碳含量较高，具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造刀具和弹簧等。
金相分析中常用的方法包括光学显微镜观察、腐蚀显微镜观察和电子显微镜观察等。
光学显微镜是最常用的金相观察工具，通过放大样品的金相组织，可以清晰地观察到晶粒的形状、大小和分布情况，进而判断材料的组织类型和相含量。
腐蚀显微镜是一种特殊的显微镜，可以通过对样品进行腐蚀处理，使不同组织的相在显微镜下呈现不同的颜色，从而更清晰地观察到材料的金相结构。
电子显微镜则可以进一步放大样品的金相组织，观察到更细微的细节。
在观察碳钢的金相组织时，可以发现晶粒的形状和大小是一个重要的特征。
碳钢的晶粒主要有铁素体和珠光体两种组织。
铁素体是一种由纯铁组成的组织，具有良好的可塑性和韧性，而珠光体则是由铁和碳组成的固溶体，具有较高的硬度和强度。
碳钢中的晶粒大小与材料的热处理工艺和碳含量有关，通常情况下，经过淬火处理的碳钢晶粒较小，而经过退火处理的碳钢晶粒较大。
除了晶粒的形状和大小，碳钢的金相组织还包括非金属夹杂物和相分布情况。
夹杂物是指存在于金属中的非金属颗粒，如氧化物、硫化物等。
夹杂物会对碳钢的性能产生负面影响，降低其强度和韧性。
相分布是指不同相在材料中的分布情况，对于碳钢而言，相分布的均匀性决定了材料的均匀性和稳定性。
金相分析在材料科学和工程领域具有广泛的应用。
碳钢热处理后的组织(金相分析)
碳钢热处理后的组织（金相分析）发布时间：2009-5-30 13:46:34 关闭该页一、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1）来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时（相当于炉冷，见图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。
图1 图23、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2所示。
当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，如图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。
因此，v1的组织为铁素体+珠光体；v2的组织为铁素体+索氏体；v3的组织为铁素体+屈氏体。
当冷却速度为v4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3）；当冷却速度v5超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织（如图6，图7）。
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。
碳钢的热处理后硬度测定以及金相分析实验指导书样本
实验七碳钢热解决及硬度测定以及金相分析实验项目名称: 碳钢热解决及硬度测定、金相分析实验项目性质: 综合实验所属课程名称: 金属材料与热解决实验筹划学时: 4一、实验目（1）熟悉碳钢基本热解决（退火、正火、淬火及回火）工艺办法。
（2）理解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热解决后性能关系。
（3）分析淬火及回火温度对钢性能影响。
（4）学会洛氏硬度计使用。
（5）学会采用不同热解决工艺, 将会得到不同组织构造, 从而使钢性能发生变化。
二、实验内容和规定热解决是一种很重要金属加工工艺办法, 热解决重要目是改进钢材性能, 提高工件使用寿命。
钢热解决工艺特点是将钢加热到一定温度, 经一定期间保温, 然后以某种速度冷却下来, 通过这样工艺过程能使钢性能发生变化。
热解决之因此能使钢性能发生明显变化, 重要是由于钢内部组织发生了质变化。
采用不同热解决工艺过程, 将会使钢得到不同组织构造, 从而获得所需要性能。
普通热解决基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
1、热解决操作中, 加热温度、保温时间和冷却方式是最重要三个核心工序,也称热解决三要素。
对的选取这三种工艺参数, 是热解决成功基本保证。
Fe-FeC相图和C-曲线是制定碳钢热解决工艺重要根据。
2、加热温度（1）退火加热温度: 完全退火加热温度, 合用于亚共析钢, Ac3+（30~50℃）；球化退火加热温度, 合用于共析钢和过共析钢, Ac1+（30~50℃）。
（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；过共析钢是Accm+（30~50℃）, 也就是加热到单相奥氏体区。
退火和正火加热温度范畴见图2-1所示。
图2-1 退火与正火加热温度（3）淬火加热温度: 对亚共析钢是Ac3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac1+（30~50℃）, 见图2-2。
钢临界温度Ac1、Ac3及Accm, 在热解决手册或合金钢手册中均可查到。
再经计算可求出钢热解决温度。
碳钢热处理后的组织
碳钢热处理后的组织碳钢是一种铁碳合金，其中含有较高的碳含量，通常在0.02%到2.0%之间。
碳钢的组织结构取决于其碳含量以及热处理过程中的冷却速率。
常见的碳钢热处理方法包括退火、正火、淬火和回火。
1.退火：退火是将钢材加热到800℃以上，然后缓慢冷却。
通过退火可以消除钢材中的内应力，并使其结构变得柔软。
在金相分析中，退火后的碳钢材料会呈现出一种颗粒状的铁素体组织。
铁素体是一种正交晶体结构，在金相显微镜下呈现出暗色。
2.正火：正火是通过将钢材加热到适当温度，然后以适宜速率冷却。
正火能够增加碳钢的硬度和强度。
在金相分析中，正火后的碳钢组织中会出现针状的马氏体结构。
马氏体是一种变形的体心立方结构，在金相显微镜下呈现出白色。
3.淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却至室温。
淬火能够使钢材的组织结构变得坚硬和脆性。
在金相分析中，淬火后的碳钢组织出现了大量的马氏体。
此外，淬火还会导致碳钢中出现残余奥氏体。
奥氏体是一种面心立方结构，在金相显微镜下呈现出亮色。
4.回火：回火是在淬火后，将钢材加热到较低的温度，然后以不同速率冷却。
回火能够改善淬火后钢材的脆性和强度。
回火后的碳钢组织中，马氏体会部分或完全转变为韧性较好的回火体。
回火体是一种针状组织，在金相显微镜下呈现出黄色。
此外，金相分析中还可以通过染色等方法对碳钢的组织进行更详细的观察。
常用的染色方法包括酸蚀法染色和显微组织染色。
酸蚀法染色通过将钢材浸泡在酸性溶液中，使不同的组织组分呈现出不同的颜色。
显微组织染色是通过将显微镜观察的钢材切片进行染色处理，以增强对组织结构的观察。
总的来说，碳钢热处理后的组织结构会有明显的改变，通过金相分析可以详细观察和评估这些组织结构变化。
不同的热处理方法会产生不同的组织结构，从而影响碳钢的物理和机械性能。
金相分析是一种重要的方法，用于研究和控制钢材的性能和质量。
45钢20钢及t10a淬火后的金相组织
45钢20钢及t10a淬火后的金相组织
在金属材料的研究中，金相组织是一个重要的指标，用于描述材料的晶粒结构和相的分布情况。
本文将针对45钢、20钢以及T10A 钢的淬火后的金相组织进行分析和探讨。
首先，45钢是一种碳素结构钢，具有良好的机械性能和热处理性能。
经过淬火处理后，45钢的金相组织通常表现为马氏体。
马氏体是一种具有高硬度和脆性的组织，由于其致密的晶格结构，能够提供较高的强度。
同时，淬火过程中，如果稍作调整，还可以得到部分贝氏体组织，这种组织具有韧性和耐磨性的优点。
其次，20钢是一种低碳结构钢，常用于制造机械零件。
经过淬火处理后，20钢的金相组织主要为马氏体，但由于其低碳含量，淬火后的马氏体较为柔软，硬度相对较低。
因此，20钢通常需要通过回火处理来增加其韧性和可塑性。
最后，T10A钢是一种高碳工具钢，具有较高的硬度和耐磨性。
经过淬火处理后，T10A钢的金相组织主要为马氏体，由于其高碳含量，淬火后的马氏体硬度较高，使得T10A钢具有优异的切削性能和耐磨性。
总结起来，淬火后的45钢、20钢和T10A钢的金相组织分别为马氏
体，但其硬度和性能差异较大。
45钢的马氏体具有高硬度和脆性，适用于需要强度和刚性的应用；20钢的马氏体相对较软，需要通过回火处理来提高其韧性；而T10A钢的马氏体具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造切削工具等高强度应用。
这些金相组织的特点和性能差异，为工程师和研究人员提供了指导和参考，以选择合适的金属材料并进行适当的热处理。
中碳钢与中碳合金结构钢淬火金相组织检验 征求意见
一、概述中碳钢和中碳合金结构钢是工程结构中常用的材料，经过淬火处理后可以获得良好的力学性能。
金相组织检验是对淬火材料的组织结构进行评估的重要方法，对于材料的质量控制和性能评定具有重要意义。
二、中碳钢的金相组织检验1. 金相组织检验的原理和方法金相组织检验是通过对淬火后的中碳钢试样进行金相显微镜观察，利用金相显微镜的放大功能和金相试样的腐蚀染色等技术手段对试样的组织结构进行分析和评价。
2. 中碳钢淬火后的金相组织特点中碳钢经过淬火处理后，组织结构发生显著变化，通常会出现马氏体、残余奥氏体等组织结构，金相组织检验可以清晰展现这些组织结构的形貌和分布情况。
3. 金相组织检验的意义对中碳钢进行金相组织检验有助于评定材料的淬火效果、组织均匀性和残余奥氏体含量等指标，为材料的质量控制提供重要依据。
三、中碳合金结构钢的金相组织检验1. 金相组织检验方法的改进由于中碳合金结构钢中存在着多种合金元素，其淬火后的组织结构复杂多样，传统的金相组织检验方法难以全面准确地评定其组织情况。
需要结合扫描电镜等现代分析技术，对淬火后的中碳合金结构钢进行全面细致的金相组织检验。
2. 中碳合金结构钢的金相组织特点中碳合金结构钢经过淬火处理后，其金相组织可能包括马氏体、贝氏体、残余奥氏体等多种组织结构，这些组织结构对钢材的性能影响巨大，金相组织检验能够帮助我们全面了解这些组织的形貌和分布规律。
3. 金相组织检验在中碳合金结构钢中的应用对中碳合金结构钢进行金相组织检验可以为材料的热处理工艺优化提供重要参考，同时也对产品的质量控制和性能评定起到关键作用。
四、结论中碳钢和中碳合金结构钢的金相组织检验是对材料淬火效果和组织结构进行评定的重要手段，通过金相组织检验可以全面了解材料的组织特点和淬火效果，为材料的质量控制和性能评定提供重要依据。
未来需要进一步完善金相组织检验方法，结合现代分析技术，全面准确地评定中碳合金结构钢的金相组织情况，为材料的热处理工艺优化和产品质量的提升提供技术支持。
低碳钢淬火后的金相组织
低碳钢淬火后的金相组织摘要：1.低碳钢的金相组织概述2.淬火对低碳钢金相组织的影响3.低碳钢淬火后的金相组织特征4.淬火后金相组织对低碳钢性能的影响5.结论正文：一、低碳钢的金相组织概述低碳钢是指含碳量在0.008%~0.25% 之间的钢铁材料。
在金相学中，低碳钢的金相组织主要包括铁素体、珠光体和马氏体。
铁素体是低碳钢中的主要组织，其晶粒细小，呈圆形或椭圆形，分布均匀。
珠光体由铁素体和渗碳体构成，其形态为珠状或近似珠状。
马氏体则是在钢的表面形成的一种硬而脆的组织，具有较高的强度和硬度。
二、淬火对低碳钢金相组织的影响淬火是将低碳钢加热至某一温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质（冷却速度较快的介质）中快速冷却的金属热处理工艺。
淬火对低碳钢的金相组织具有显著影响。
在淬火过程中，钢的晶粒结构和碳分布会发生明显变化。
随着淬火温度的升高和保持时间的延长，珠光体和马氏体的数量会增加，铁素体的晶粒尺寸会减小。
三、低碳钢淬火后的金相组织特征低碳钢淬火后的金相组织特征主要包括珠光体和马氏体的形态、数量和分布。
珠光体在淬火后的低碳钢中呈珠状或近似珠状，其数量随着淬火温度的升高和保持时间的延长而增加。
马氏体在淬火后的低碳钢中主要分布在表面，呈硬而脆的组织，其数量也随着淬火温度的升高和保持时间的延长而增加。
四、淬火后金相组织对低碳钢性能的影响淬火后的低碳钢金相组织对其性能有重要影响。
珠光体具有较高的塑性和韧性，可以提高钢的强度和硬度。
马氏体具有较高的强度和硬度，但塑性和韧性较差。
因此，在实际应用中，需要根据低碳钢的性能要求，合理控制淬火温度和保持时间，以获得合适的金相组织结构。
五、结论总之，低碳钢淬火后的金相组织主要由珠光体和马氏体构成，其形态、数量和分布对低碳钢的性能具有重要影响。
实验三碳钢的热处理及组织实验四金相显微试样制备
实验三 碳钢的热处理及组织、性能分析一：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：实验说明碳钢经热处理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）。
因此在研究热处理后的组织时， 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钢连续冷却的CCT 曲线。
图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。
1 •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 的组织，其组织形态特征已在实验I 中加以分析和观察（图3）过共析碳素工具钢 （如T10、T12钢等）则采用球化退火，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），图中均匀分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到马氏体。
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，其形态呈现 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，每束条与条之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。
224300 200100 800700明+备<［转变馥了Ait* M 严火'退火 0 时间/1站r图3 T12 钢球化退火组织图4低碳马氏体组织45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小，故在显微镜下不易分清。
45钢加热至860C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。
碳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，女口T8钢在550~350C及350E~ Ms温度范围内等温淬火，过冷奥氏体将分别转变为上贝氏体和下贝氏体。
碳钢热处理后的组织(金相分析)
碳钢热处理后的组织(金相分析)碳钢热处理后的组织（金相分析）发布时间：2009-5-30 13:46:34 关闭该页一、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1）来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时体。
当冷却速度为v4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3）；当冷却速度v5超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织（如图6，图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3）；图3 托氏体＋马氏体图4 上贝氏体＋马氏体（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。
gcr15钢热处理调质后金相组织
gcr15钢热处理调质后金相组织
GCr15钢是一种高碳铬轴承钢，常用于制造轴承和其他机械零件。
进行热处理调质后，它的金相组织通常包括马氏体、回火组织和余晖相等。
在热处理过程中，首先将GCr15钢加热到适当的温度，然后迅速冷却以形成马氏体组织。
马氏体是一种固溶体，具有高硬度和脆性。
然后，将材料进行回火，以减轻脆性并提高韧性和强度。
回火过程中，一部分马氏体会转变为残余奥氏体，并与回火产物相结合，形成复杂的组织。
回火温度和时间的选择会影响最终的金相组织。
通常，经过适当热处理调质后，GCr15钢的金相组织中会出现细小的马氏体颗粒，被散布在较软的回火组织中。
这种组织具有良好的强度、硬度和耐磨性，并具有一定的韧性，适合用于承受高载荷和转动速度的轴承应用。
需要说明的是，不同的热处理参数和条件会导致不同的金相组织，因此具体的GCr15钢热处理调质后的金相组织可能会有所不同。
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碳钢热处理后的组织（金相分析）
发布时间：2009-5-30 13:46:34 关闭该页
一、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1）来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时（相
当于炉冷，见图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。
图1 图2
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2所示。
当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，如图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。
因此，v1的组织为铁素体+珠光体；v2的组织为铁素体+索氏体；v3的组织为铁素体+屈氏
体。
当冷却速度为v4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3）；当冷却速度v5超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织（如图6，图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3）；
图3 托氏体＋马氏体
图4 上贝氏体＋马氏体
（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。
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55～60°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。
（4）马氏体（M）：是碳在a-Fe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6、图7所示）
图5 下贝氏体
图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。
图7 针状马氏体＋残余奥氏体
图8 马氏体＋粒状渗碳体
（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9所示）。
中温回火后有很好的弹性和一定的韧性。
图9 回火托氏体
图10 回火索氏体
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。