碳鋼的熱處理后組織觀察1

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,碳鋼熱處理后顯微組織觀察,第一頁，共二十六頁。,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察和研究碳鋼經(jīng)不同熱處理后顯微組織的特點(diǎn)；,了解熱處理工藝對鋼組織和性能的影響,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二頁，共二十六頁。,實(shí)驗(yàn)儀器與材料,儀器：XJP-3A(雙目)金相顯微鏡；,XJP-3

2、C(雙目)金相顯微鏡；,材料：金相試樣一套,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第三頁，共二十六頁。,什么是碳鋼的熱處理?,熱處理：,是指鋼在固態(tài)下加熱、保溫、冷卻來改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要性能的一種工藝。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第四頁，共二十六頁。,馬氏體的組織形態(tài),a),板條狀馬氏體 Wc1.0%,呈針狀或竹葉狀,針與針之間成一定的角度,c),0.25Wc1%時(shí)，馬氏的形態(tài)應(yīng)二者混合物,。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第五頁，共二十六頁。,鋼的臨界溫度及熱處理溫度范圍,鋼號,臨界點(diǎn)溫度,淬火/退火溫度,A,c1,A,c3,A,ccm,A,r1,A,r3,45#,724,780,682,760,840860,T12,73

3、0,820,700,760800,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第六頁，共二十六頁。,45,鋼,經(jīng)不同熱處理后的顯微組織,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,爐冷,處理方法,等軸狀F+粒狀,Fe,3,C,9,針狀F+不規(guī)則粒狀,Fe,3,C,8,回火馬氏體,（暗黑色細(xì)針）,+殘余奧氏體,7,M,粗板粗針,+殘余奧氏體（亮白色）,6,M,板狀片狀,+屈氏體T（暗黑色塊狀）,5,M,板狀片狀,+殘余奧氏體（亮白色）,4,M,板狀片狀,+F（白色塊狀）

4、,3,細(xì)P+F（塊狀）,2,P+F（呈亮白色塊狀）,45鋼,1,顯微組織,材料,編號,回火是將碳鋼加熱到AC1以下某一溫度，保溫一定時(shí)間后在空氣或油中冷卻。其目的是消除或降低淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低脆性提高韌性。回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第七頁，共二十六頁。,材 料:45鋼,處理狀態(tài),：,860退火,顯微組織,：,珠光體+鐵素體（呈亮白色塊狀,）,P,F,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第八頁，共二十六頁。,材 料:45鋼,處理狀態(tài),：,860正火,顯微組織,：,索氏體,+鐵素體（白色塊狀）,S,F,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第九頁，共二十六頁。,S,F,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十頁，共二十六頁。,

5、材 料:,45鋼,處理狀態(tài),：,760水冷淬火,顯微組織,：,M,板條狀針狀,+部分鐵素體（白色塊,狀）,F,M,F,M,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十一頁，共二十六頁。,材 料:45鋼,處理狀態(tài),：,860水冷淬火,顯微組織,：,M,板條狀針狀,+A,殘余奧氏體,（亮白色狀）,A,殘,M,板+針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十二頁，共二十六頁。,材 料:,45鋼,處理狀態(tài),：,860,油冷,淬火,顯微組織,：,M,針,狀+板條狀,(白色）托氏體（黑色塊）,T,M,板+針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十三頁，共二十六頁。,T,M,板條+針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十四頁，共二十六頁。,材 料:,45鋼,處理狀態(tài),：,1000,水

6、冷,淬火,顯微組織,：,M,粗板狀粗片狀,+A,殘余,容易引起變形或斷裂,A,殘,M,粗,板+粗針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十五頁，共二十六頁。,材 料：,45鋼,處理方法,：,860,水淬+200,回火,顯微組織,：,M,回,（呈暗黑色細(xì)針狀）,+A,殘余,在這個(gè)過程中，馬氏體中的過飽和碳原子以碳化物析出與過飽和的,固溶體共格。內(nèi)應(yīng)力減少。,M,回,A,殘,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十六頁，共二十六頁。,材 料:,45鋼,處理狀態(tài),：,860水淬+400回火,顯微組織,：回火托氏體,T,回,飽和,F,針狀,不規(guī)則粒狀滲碳體（白色小顆粒）,回火溫度大于200,后，,殘余奧氏體發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變?yōu)?M,回,或,B

7、,下,；M快速分解，碳從過飽和固溶體中析出而轉(zhuǎn)變?yōu)镕，碳化物轉(zhuǎn)變成顆粒狀滲碳體。內(nèi)應(yīng)力消失，硬度有所降低，塑性韌性提高。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十七頁，共二十六頁。,材 料:45鋼,處理狀態(tài),：,860水淬+600回火,顯微組織：,回火索氏體(,等軸狀F粒狀滲碳體,),當(dāng)回火溫度繼續(xù)升高，F(xiàn)形態(tài)完全失去了原來的板條狀或片狀，而形成多邊形晶粒,。此時(shí)組織由多邊形晶粒的F和粒狀,滲碳體,組成,。,具有良好的綜合機(jī)械性能。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十八頁，共二十六頁。,T12,鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織,編號,材料,處理方法,顯微組織,1,T12,760,球化退火,F+球狀,Fe,3,C,（細(xì)粒狀）,2,78

8、0,水淬和200,回火,細(xì)針M+粒狀,Fe,3,C,（亮白色）,3,1000,水淬和200,回火,粗片狀M+殘余奧氏體（亮白色）,因此在工業(yè)生產(chǎn)中，為防止高碳M中出現(xiàn)裂紋，往往采用較低的淬火溫度和縮短保溫時(shí)間，以求獲得針M和減少M(fèi)的含碳量。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第十九頁，共二十六頁。,材 料:T12鋼,處理狀態(tài),：,760,球化退火,顯微組織,：P,球狀,（,F,白,粒狀,滲碳體）,F,粒狀Fe,3,C,F,粒狀Fe,3,C,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二十頁，共二十六頁。,材 料:T12鋼,處理狀態(tài),：,780,水,淬,+200 回火,顯微組織,：,細(xì)針M+粒狀滲碳體（亮白色）,組織形成了細(xì)小M和,粒狀,

9、滲碳體，由于有高硬度的滲碳體和馬氏體的存在增加了鋼的硬度和耐磨性。,M,細(xì)針,粒狀Fe,3,C,粒狀Fe,3,C,M,細(xì)針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二十一頁，共二十六頁。,材料：,T12鋼,處理狀態(tài),：,1000水冷淬火+200,回火,顯微組織,：,粗片馬氏體+殘余奧氏體（亮白色）,A殘達(dá)到1530%。不僅鋼的硬度耐磨性、韌性下降，而且變形和開裂傾向增大，這是由于A晶粒過大和M的含碳量過高所致,.,M,粗針,M,粗針,A,殘,A,殘,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二十二頁，共二十六頁。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,畫出今天觀察的9種試樣的顯微組織示意圖，并注明材料名稱、處理方法、金相組織、放大倍數(shù)和浸腐蝕劑；,完成以下兩道問

10、答題,：,分析比較T12鋼經(jīng)780 水淬和200 回火以及T12鋼經(jīng)1000 水淬和200 回火的組織差別及性能特點(diǎn),比較等溫冷卻等到的M、T、S和淬回火得到的M,回,、T,回,、S,回,的組織形態(tài)和性能差異,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二十三頁，共二十六頁。,分析比較T12鋼經(jīng)780 水淬和200 回火以及T12鋼經(jīng)1000 水淬和200 回火的組織差別及性能特點(diǎn),T12鋼加熱到780 生成的組織是奧氏體和粒狀的滲碳體，然后再水冷后組織為馬氏體和粒狀的滲碳體，再回火后得到回火馬氏體和粒狀的滲碳體。從組織上看，由于溫度低，得到的馬氏體非常細(xì)小，所以其機(jī)械性能良好；而當(dāng)T12鋼加熱到1100水冷后馬氏體非

11、常粗大，回火后其回火馬氏體仍然保持粗大形貌，故其機(jī)械性能非常差。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二十四頁，共二十六頁。,比較等溫冷卻等到的M、T、S和淬回火得到的,M,回,、T,回,、S,回,的組織形態(tài)和性能差異,回火托氏體、回火索氏體是淬火時(shí)的產(chǎn)物它們的的滲碳體是粒狀，并均勻地分布在鐵素體基體上，而索氏體（正火）和托氏體（油冷）是奧氏體過冷時(shí)直接形成，其滲碳體是呈片狀，回火組織較淬火組織在相同硬度下具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,第二十五頁，共二十六頁。,內(nèi)容總結(jié),碳鋼熱處理后顯微組織觀察。材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。顯微組織表現(xiàn)為一束束幾乎平行的板條狀組織，在馬氏體束之間位向差較大。針與針之間成一定的角度。c)0.25Wc1%時(shí)，馬氏的形態(tài)應(yīng)二者混合物。860水淬和400回火。其目的是消除或降低淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低脆性提高韌性。顯微組織：M針狀+板條狀(白色）托氏體（黑色塊）。顯微組織：M粗板狀粗片狀+A殘余。處理方法：860水淬+200回火,第二十六頁，共二十六頁。,