碳钢的热处理后组织观察1

碳钢热处理后显微组织观察材料科学实验室•实验目的观察和研究碳钢经不同热处理后显微组织的特点；了解热处理工艺对钢组织和性能的影响材料科学实验室•实验仪器与材料仪器：XJP-3A(双目)金相显微镜；XJP-3C(双目)金相显微镜；材料：金相试样一套材料科学实验室什么是碳钢的热处理?热处理：是指钢在固态下加热、保温、冷却来改变钢的组织结构，从而获得所需要性能的一种工艺。材料科学实验室马氏体的组织形态a)板条状马氏体Wc0.25%显微组织表现为一束束几乎平行的板条状组织，在马氏体束之间位向差较大。b)针状马氏体Wc1.0%呈针状或竹叶状针与针之间成一定的角度c)0.25Wc1%时，马氏的形态应二者混合物。材料科学实验室钢的临界温度及热处理温度范围钢号临界点温度℃淬火/退火温度Ac1Ac3AccmAr1Ar345#724780682760840~860T12730820700760~800材料科学实验室45钢经不同热处理后的显微组织860℃水淬和600℃回火860℃水淬和400℃回火860℃水淬和200℃回火淬火：1000℃水冷淬火：860℃油冷淬火：860℃水冷淬火：760℃水冷正火：860℃空冷退火：860℃炉冷处理方法等轴状F+粒状Fe3C9针状F+不规则粒状Fe3C8回火马氏体（暗黑色细针）+残余奥氏体7M粗板＋粗针+残余奥氏体（亮白色）6M板状＋片状+屈氏体T（暗黑色块状）5M板状＋片状+残余奥氏体（亮白色）4M板状＋片状+F（白色块状）3细P+F（块状）2P+F（呈亮白色块状）45钢1显微组织材料编号回火是将碳钢加热到AC1以下某一温度，保温一定时间后在空气或油中冷却。其目的是消除或降低淬火产生的内应力，降低脆性提高韧性。回火分为低温回火、中温回火和高温回火材料科学实验室材料:45钢处理状态：860℃退火显微组织：珠光体+铁素体（呈亮白色块状）PF材料科学实验室材料:45钢处理状态：860℃正火显微组织：索氏体+铁素体（白色块状）SF材料科学实验室SF材料科学实验室材料:45钢处理状态：760℃水冷淬火显微组织：M板条状＋针状+部分铁素体（白色块状）FMFM材料科学实验室材料:45钢处理状态：860℃水冷淬火显微组织：M板条状＋针状+A残余奥氏体（亮白色状）A残M板+针材料科学实验室材料:45钢处理状态：860℃油冷淬火显微组织：M针状+板条状(白色）＋托氏体（黑色块）TM板+针材料科学实验室TM板条+针材料科学实验室材料:45钢处理状态：1000℃水冷淬火显微组织：M粗板状＋粗片状+A残余容易引起变形或断裂A残M粗板+粗针材料科学实验室材料：45钢处理方法：860℃水淬+200℃回火显微组织：M回（呈暗黑色细针状）+A残余在这个过程中，马氏体中的过饱和碳原子以ε碳化物析出与过饱和的α固溶体共格。内应力减少。M回A残材料科学实验室材料:45钢处理状态：860℃水淬+400℃回火显微组织：回火托氏体T回—饱和F针状＋不规则粒状渗碳体（白色小颗粒）回火温度大于200℃后，残余奥氏体发生分解，转变为M回或B下；M快速分解，碳从过饱和固溶体中析出而转变为F，ε碳化物转变成颗粒状渗碳体。内应力消失，硬度有所降低，塑性韧性提高。材料科学实验室材料:45钢处理状态：860℃水淬+600℃回火显微组织：回火索氏体(等轴状F＋粒状渗碳体)当回火温度继续升高，F形态完全失去了原来的板条状或片状，而形成多边形晶粒。此时组织由多边形晶粒的F和粒状渗碳体组成。具有良好的综合机械性能。材料科学实验室T12钢经不同热处理后的显微组织编号材料处理方法显微组织1T12760℃球化退火F+球状Fe3C（细粒状）2780℃水淬和200℃回火细针M+粒状Fe3C（亮白色）31000℃水淬和200℃回火粗片状M+残余奥氏体（亮白色）因此在工业生产中，为防止高碳M中出现裂纹，往往采用较低的淬火温度和缩短保温时间，以求获得针M和减少M的含碳量。材料科学实验室材料:T12钢处理状态：760℃球化退火显微组织：P球状（F白＋粒状渗碳体）F粒状Fe3CF粒状Fe3C材料科学实验室材料:T12钢处理状态：780℃水淬+200℃回火显微组织：细针M+粒状渗碳体（亮白色）组织形成了细小M和粒状渗碳体，由于有高硬度的渗碳体和马氏体的存在增加了钢的硬度和耐磨性。M细针粒状Fe3C粒状Fe3CM细针材料科学实验室材料：T12钢处理状态：1000水冷淬火+200℃回火显微组织：粗片马氏体+残余奥氏体（亮白色）A残达到15~30%。不仅钢的硬度耐磨性、韧性下降，而且变形和开裂倾向增大，这是由于A晶粒过大和M的含碳量过高所致.M粗针M粗针A残A残材料科学实验室实验报告要求画出今天观察的9种试样的显微组织示意图，并注明材料名称、处理方法、金相组织、放大倍数和浸腐蚀剂；完成以下两道问答题：分析比较T12钢经780℃水淬和200℃回火以及T12钢经1000℃水淬和200℃回火的组织差别及性能特点比较等温冷却等到的M、T、S和淬回火得到的M回、T回、S回的组织形态和性能差异材料科学实验室分析比较T12钢经780℃水淬和200℃回火以及T12钢经1000℃水淬和200℃回火的组织差别及性能特点T12钢加热到780℃生成的组织是奥氏体和粒状的渗碳体，然后再水冷后组织为马氏体和粒状的渗碳体，再回火后得到回火马氏体和粒状的渗碳体。从组织上看，由于温度低，得到的马氏体非常细小，所以其机械性能良好；而当T12钢加热到1100℃水冷后马氏体非常粗大，回火后其回火马氏体仍然保持粗大形貌，故其机械性能非常差。材料科学实验室•比较等温冷却等到的M、T、S和淬回火得到的M回、T回、S回的组织形态和性能差异回火托氏体、回火索氏体是淬火时的产物它们的的渗碳体是粒状，并均匀地分布在铁素体基体上，而索氏体（正火）和托氏体（油冷）是奥氏体过冷时直接形成，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强度、塑性和韧性。