碳鋼熱處理后組織觀察

材料與冶金學(xué)院金屬材料實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件碳鋼熱處理后組織觀察與分析一：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)觀察和研究碳鋼經(jīng)不同形式熱處理后顯微組織的特點(diǎn)。

(2)了解熱處理工藝對(duì)碳鋼硬度的影響。二：實(shí)驗(yàn)說(shuō)明碳鋼經(jīng)熱處理后的組織可以是接近平衡狀態(tài)(如退火、正火)的組織，也可以是不平衡組織(如淬火組織)。因此在研究熱處理后的組織時(shí)，不但要用鐵碳相圖，還要用鋼的C曲線來(lái)分析。圖1為共析碳鋼的C曲線，圖2為45鋼連續(xù)冷卻的CCT曲線。圖1共析碳鋼的c曲線圖245鋼的CCT曲線C曲線能說(shuō)明在不同冷卻條件下過(guò)冷奧氏體在不同溫度范圍內(nèi)發(fā)生不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)變過(guò)程及能得到哪些組織。碳鋼的退火和正火組織亞共析碳鋼(如40、45鋼等)一般采用完全退火，經(jīng)退火后可得接近于平衡狀態(tài)的組織，其組織形態(tài)特征已在實(shí)驗(yàn)l中加以分析和觀察(圖3)過(guò)共析碳素工具鋼(如T10、T12鋼等)則采用球化退火，T12鋼經(jīng)球化退火后，組織中的二次滲碳體和珠光體中的滲碳體都呈球狀(或粒狀)，圖中均勻分散的細(xì)小粒狀組織就是粒狀滲碳體。鋼的淬火組織含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)于亞共析成分的奧氏體淬火后得到馬氏體。馬氏體組織為板條狀或針狀，20鋼經(jīng)淬火后將得到板條狀馬氏體。在光學(xué)顯微鏡下，其形態(tài)呈現(xiàn)為一束束相互平行的細(xì)條狀馬氏體群。在一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)可有幾束不同取向的馬氏體群，每束條與條之間以小角度晶界分開(kāi)，束與束之間具有較大的位向差，如圖4所示。圖3T12鋼球化退火組織圖4低碳馬氏體組織45鋼經(jīng)正常淬火后將得到細(xì)針狀馬氏體和板條狀馬氏體的混合組織，如圖5所示。由于馬氏體針?lè)浅＜?xì)小，故在顯微鏡下不易分清。45鋼加熱至860℃后油淬，得到的組織將是馬氏體和部分托氏體(或混有少量的上貝氏體)，如圖6所示。碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)于共析成分的奧氏體等溫淬火后得到貝氏體，如T8鋼在550~350℃及圖545鋼正常淬火組織圖645鋼油淬組織圖7上貝氏體組織特征貝氏體是在片狀鐵素體內(nèi)部沉淀有碳化物的組織。由于易受浸蝕，所以在顯微鏡下呈黑色針狀特征，如圖8所示。在觀察上、下貝氏體組織時(shí)，應(yīng)注意為顯示貝氏體組織形態(tài)，試樣的處理?xiàng)l件一般是在等溫度下保持不長(zhǎng)的時(shí)間后即在水中冷卻，因此只形成部分貝氏體，顯微組織中呈白亮色的基體部分為淬火馬氏體組織。含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)于過(guò)共析成分的奧氏體淬火后除得到針狀馬氏體外，還有較多的殘余奧氏體。T12碳鋼在正常溫度淬火后將得到細(xì)小針狀馬氏體加部分未溶人奧氏體中的球形滲碳體和少量殘余奧氏體，如圖4．9所示。但是當(dāng)把此鋼加熱到較高溫度淬火時(shí)，顯微鏡組織中出現(xiàn)粗大針狀馬氏體，并在馬氏體針之間看到亮白色的殘余奧氏體，如圖10所示。圖8下貝氏體組織特征圖9T12鋼正常淬火組織圖10T12鋼1000℃油淬組織3.碳鋼回火后的組織

淬火鋼經(jīng)不同溫度回火后所得到的組織不同，通常按組織特征分為一下三種。(1)回火馬氏體。淬火鋼經(jīng)低溫回火(150~250℃(2)回火托氏體。淬火鋼經(jīng)中溫回火(350~500℃(3)回火索氏體。淬火鋼高溫回火(500~650℃三：實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo)(1)領(lǐng)取一套金相試樣，在金相顯微鏡下觀察。觀察時(shí)要根據(jù)Fe—Fe3C(2)對(duì)于經(jīng)過(guò)不同熱處理后的組織，要采用對(duì)比的方式進(jìn)行分析研究，例如，退火與正火、水淬與油淬、淬火馬氏體與回火馬氏體等。(3)畫(huà)出所觀察到的、指定的幾種典型顯微組織形態(tài)特征，并注明組織名稱(chēng)、熱處理?xiàng)l件及放大倍數(shù)等。(4)在了解洛氏硬度計(jì)的構(gòu)造及操作方法之后，測(cè)定45鋼經(jīng)不同熱處理后的硬度，并記錄所測(cè)得的硬度數(shù)據(jù)。四：實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?2)運(yùn)用鐵碳相圖及相應(yīng)鋼種的C曲線，根據(jù)具體的熱處理?xiàng)l件