金相组织和热处理

金相组织和热处理
金相组织和热处理

Ac1 线又叫做共析线,是指含碳量在0.77%~2.11%的铁碳合金冷却到此线时,在727 度恒温下发生共析转变,即A0.77%→F0.0218%+Fe3C。

Ac3 是加热时铁素体转变为奥氏体的终了温度。钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms(马氏转变温度)以下(或Ms 附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。工艺过程包括加热、保温、冷却 3 个阶段。回火是工件淬硬后加热到AC1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。回火一般紧接着淬火进行,其目的是:(a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂;(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求;(c)稳定组织与尺寸,保证精度;(d)改善和提高加工性能。因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。按回火温度范围,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。(1)低温回火(1) 低温回火工件在250℃以下进行的回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。应用范围:刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。(2)中温回火(2) 中温回火工件在250~500 ℃之间进行的回火。目的是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。1 预先热处理回火后得到回火托氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。应用范围:弹簧、锻模、冲击工具等。(3)高温回火(3) 高温回火工件在500℃以上进行的回火。目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火后得到回火索氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物(包括渗碳体)的复相组织。力学性能:200~350HBS(约20-35HRC),较好的综合力学性能。应用范围:广泛用于各种较重要的受力结构件,如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理,也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。正火是将工件加热到适当温度(Ac3 或ACcm 以上30~50℃)(见钢铁显微组织),保温后在空气中冷却的金属热处理工艺。正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似,但冷却速度稍大,组织较细。有些临界冷却速度(见淬火)很小的钢,在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体,这种处理不属于正火性质,而称为空冷淬火。与此相反,一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件,即使在水中淬火也不能得到马氏体,淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却,占用炉子时间短,生产效率高,所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.2 5%的低碳钢,正火后达到的硬度适中,比退火更便于切削加工,一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25~0.5%的中碳钢,正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件,正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物,为球化退火作组织准备。2 钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火,正火、淬火和回火;表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。正火是将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。一般合金钢坯料常采用退火,若用正火,由于冷却速度较快,使其正火后硬度较高,不利于切削加工。

45 钢(45 钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%)正火和调质后性能比较见下表所示。

45 钢(φ20mm~φ40mm)正火和调质后性能比较力学性热处理方法力学性能(抗拉强度)δs)σb/Mpa 700~80 0 750~85 0 δ×100 能(屈服强度力学性能(冲击功或冲击韧性)Ak/J HBS 163~22 0 210~25 0 索氏体+ 铁素体回火索氏体力学性能组织正火15~20 40~64 调质20~25 64~96 钢淬火后在300℃左右回火时,易产生不可逆回火脆性,为避免它,一般不在250~350℃范围内回火。含铬、镍、锰等元素的合金钢淬火后在500~650℃回火,缓冷易产生可逆回火脆性,为防止它,小零件可采用回火时快冷;大零件可选用含钨或钼的合金钢。

3 正火,又称常化,是将工件加热至Ac3 或Accm 以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所提高。另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生产中尽可能采用正火来代替退火。

正火的主要应用范围有:①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理。②用于中碳钢,可代替调质处理作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。⑤用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向。⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。

正火后的组织:亚共析钢为F+S,共析钢为S,过共析钢为S+二次渗碳体,且为不连续。退火将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却,有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种,如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火,以及稳定化退火、磁场退火等等。1、金属工具使用时因受热而失去原有的硬度。2、把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后,使缓慢冷却。退火可以减低金属硬度和脆性,增加可塑性。也叫焖火。 4 退火目的退火目的(1) 降低硬度,改善切削加工性;(2)消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;(3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。在生产中,退火工艺应用很广泛。根据工件要求退火的目的不同,退火的工艺规范有多种,常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。退火方法退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度(退火温度),大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础(图1)。各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度,视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3 以上、Ac1 以上或以下的某一温度。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。重结晶退火完全退火) 重结晶退火( 完全退火) 应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或退火以内的某一温度。加热和冷却都是缓慢的。合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶,故称为重结晶退火,常被简称为退火。这种退火方法,相当普遍地应用于钢。钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3 (亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃,保持适当时间,然后缓慢冷却下来。通过加热过程中发生的珠光体(或者还有先共析的铁素体或渗碳体)转变为奥氏体(第一回相变重结晶)以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶,形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。退火温度在Ac3 以上(亚共析

钢)使钢发生完全的重结晶者,称为完全退火,退火温度 5 在Ac1 与Ac3 之间(亚共析钢)或Ac1 与Acm 之间(过共析钢),使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火。前者主要用于亚共析钢的铸件、锻轧件、焊件,以消除组织缺陷(如魏氏组织、带状组织等),使组织变细和变均匀,以提高钢件的塑性和韧性。后者主要用于中碳和高碳钢及低合金结构钢的锻轧件。此种锻、轧件若锻、轧后的冷却速度较大时,形成的珠光体较细、硬度较高;若停锻、停轧温度过低,钢件中还有大的内应力。此时可用不完全退火代替完全退火,使珠光体发生重结晶,晶粒变细,同时也降低硬度,消除内应力,改善被切削性。此外,退火温度在Ac1 与Acm 之间的过共析钢球化退火,也是不完全退火。重结晶退火也用于非铁合金,例如钛合金于加热和冷却时发生同素异构转变,低温为α 相(密排六方结构),高温为β 相(体心立方结构),其中间是―α+β‖两相区,即相变温度区间。为了得到接近平衡的室温稳定组织和细化晶粒,也进行重结晶退火,即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度,保温适当时间,使合金转变为β 相的细小晶粒;然后缓慢冷却下来,使β 相再转变为α 相或α+β 两相的细小晶粒。等温退火应用于钢和某些非铁合金如钛合金的一种控制冷却的退火方法。对钢来说,是缓慢加热到Ac3(亚共析退火钢)或Ac1(共析钢和过共析钢)以上不多的温度,保温一段时间,使钢奥氏体化,然后迅速移入温度在A1 以下不多的另一炉内,等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体(亚共析钢还有先共析铁素体;过共析钢还有先共析渗碳体)为止,最后以任意速度冷却下来(通常是出炉在空气中冷却)。等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1 至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内(见过冷奥氏体转变图);具体温度和时间,主要根据退火后所要求的硬度来确定(图2)。等温温度不可过低或过高,过低则退火后硬度偏高;过高则等温保持时间需要延长。钢的等温退火的目的,与重结晶退火基本相同,但工艺操作和所需设备都比较复杂,所以通常主要是应用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变相当缓慢的合金钢。后者若采用重结晶退火方法,往往需要数十小时,很不经济;采用等温退火则能大大缩短生产周期,并能使整 6 个工件获得更为均匀的组织和性能。等温退火也可在钢的热加工的不同阶段来用。例如,若让空冷淬硬性合金钢由高温空冷到室温时,当心部转变为马氏体之时,在已发生了马氏体相变的外层就会出现裂纹;若将该类钢的热钢锭或钢坯在冷却过程中放入700℃左右的等温炉内,保持等温直到珠光体相变完成后,再出炉空冷,则可免生裂纹。含β 相稳定化元素较高的钛合金,其β 相相当稳定,容易被过冷。过冷的β 相,其等温转变动力学曲线(图3)与钢的过冷奥氏体等温转变图相似。为了缩短重结晶退火的生产周期并获得更细、更均匀的组织,亦可采用等温退火。均匀化退火亦称扩散退火。应用于钢及非铁合金(如锡青铜、硅青铜、白铜、镁合金等)的铸锭或铸件的一种退火退火方法。将铸锭或铸件加热到各该合金的固相线温度以下的某一较高温度,长时间保温, 然后缓慢冷却下来。均匀化退火是使合金中的元素发生固态扩散,来减轻化学成分不均匀性(偏析),主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性(晶内偏析或称枝晶偏析)。均匀化退火温度所以如此之高,是为了加快合金元素扩散,尽可能缩短保温时间。合金钢的均匀化退火温度远高于Ac3,通常是1050~1200℃。非铁合金锭进行均匀化退火的温度一般是―0.95×固相线温度(K)‖,均匀化退火因加热温度高,保温时间长,所以热能消耗量大。球化退火只应用于钢的一种退火方法。将钢加热到稍低于或稍高于Ac1 的温度或者使温度在Ac1 上下周期变化,然后缓冷下来。目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、被切削性好、冷形变能力大。对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织。去应力退火将钢件加热到稍高于Ac1 的温度,保温一定时间后随炉冷却到550~600℃出炉空7 冷的热处理工艺称为去应力退火。去应力加热温度低,在退火过程中无组织转变,主要适用于毛坯件及经过切削加工的零件,目的是为了消除毛坯和

零件中的残余应力,稳定工件尺寸及形状,减少零件在切削加工和使用过程中的形变和裂纹倾向。球化退火的具体工艺有①普通(缓冷)球化退火(图4a),缓冷适用于多数钢种,尤其是装炉量大时,操作比较方便,但生产周期长;②等温球化退火(图4b),适用于多数钢种,特别是难于球化的钢以及球化质量要求高的钢(如滚动轴承钢);其生产周期比普通球化退火短,不过需要有能够控制共析转变前冷却速率的炉子;③周期球化退火(图4c),适用于原始组织为片层状珠光体组织的钢,其生产周期也比普通球化退火短,不过在设备装炉量大的条件下,很难按控制要求改变温度,故在生产中未广泛采用;

④低温球化退火(图4d),适用于经过冷形变加工的钢以及淬火硬化过的钢(后者通常称为高温软化回火);⑤形变球化退火,形变加工对球化有加速作用,将形变加工与球化结合起来,可缩短球化时间。它适用于冷、热形变成形的钢件和钢材(如带材)(图4e 是在Acm 或Ac3 与Ac1 之间进行短时间、大形变量的热形变加工者;图4f 是在常温先予以形变加工者;图4g 是利用锻造余热进行球化者)。再结晶退火工艺应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法。目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒,消除形变硬化,恢复金属或合金的塑性和形变能力(回复和再结晶)。若欲保持金属或合金表面光亮,则可在可控气氛的炉中或真空炉中进行再结晶退火。去除应力退火铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力,金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除,常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度(例如,灰口铸铁是500~550℃,钢是500~650℃),保温一段时间,使金属内部发生弛豫,然后缓冷下来。应该指出,去除应力退火并不能将内应力完全去除,而只是部分去除,从而消除它的有害作用。还有一些专用退火方法,如不锈耐酸钢稳定化退火;软磁合金磁场退火;硅钢片氢气退火;可锻铸铁可锻化退火等。将工件加热到预定温度,保温一定的时间后缓慢冷却的金属热处理工艺。退火的目的在于:①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。②软化工件以便进行切削加工。③细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备。常用的退火工艺有:①完全退火。用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后8 出现的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。球化退火。②用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。③等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低。④再结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150℃,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。⑤石墨化退火。用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷却,使渗碳体分解形成团絮状石墨。⑥扩散退火。用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。⑦去应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保温后在空气中冷却,即可消除内应力。退火为了消除塑料制品的内应力或控制结晶过程,将制品加热到适当的温度并保持一定时间,而后慢慢冷却的操作。退火annealing 加热使DNA双螺旋解开,在一定的条件下,两条互补的单链依靠彼此的碱基配对重新形成双链DNA的过程,亦即复性过程。热变性的DNA单链

在缓慢冷却过程中可以达到很好的退火。退火的两条单链可以来自同一个双链的DNA分子,也可以来自不同的DNA分子。退火是变性的逆转过程,它受温度、时间、DNA浓度、DNA顺序的复杂性等因素的影响。如PCR 反应中引物与模板DNA的退火,核酸杂交中探针与被检DNA的退火。2000 年对ISO9000 族标准的修订结果如下:1、规定如下四个核心标准:ISO9000《质量管理体系基础和术语》;ISO9001《质量管理体系要求》;ISO9004《质量管理体系业绩改进指南》;ISO19011《质量和环境管理体系审核指南》。9 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奥氏体铁素体 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。铁素体渗碳体 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10 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。11 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12 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。金相组织---铁碳合金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13 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:溶于α-Fe 中所形成的间隙固溶体,C 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:溶于γ-Fe 中所形成的间隙固溶体,C 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。20 号钢金相组织图谱扩展阅读:扩展阅读:? 1 金相组织标准图谱:https://www.360docs.net/doc/af17402373.html,/jxqt9.html 大家知道固态金属及合金都是晶体,即在其内部原子是按一定规律排列的,排列的方式一般有三种即:体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。金属是由多晶体

组成的,它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构:910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁,910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。如果碳原子挤到14 铁的晶格中去,而又不破坏铁所具有的晶格结构,这样的物质称为固溶体。碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体,它的溶碳能力极低,最大溶解度不超过0.0218%。而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体,它的溶碳能力较最高可达2.11%。奥氏体是铁碳合金的高温相。钢在高温时所形成的奥氏体,高,过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。如以极大的冷却速度过冷到230℃以下,这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能,奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α 固溶体,称为马氏体。由于含碳量过饱和,引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低,脆性增大。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明,只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高,因此,不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。由于含铬量的提高,对钢的组织也有很大影响,当铬含量高而碳含量很少时,铬会使铁碳平衡,图上的Υ相区缩小,甚至消失,这种不锈钢为铁素体组织结构,加热时不发生相变,称为铁素体型不锈钢。当含铬量较低(但高于12%),碳含量较高,合金在从高温冷却时,极易形成马氏体,故称这类钢为马氏体型不锈钢。镍可以扩展Υ相区,使钢材具有奥氏体组织。如果镍含量足够多,使钢在室温下也具有奥氏体组织结构,则称这种钢为奥氏体型不锈钢。珠光体转变(Pearlite 珠光体转变transformation) 钢中过冷奥氏体在接近平衡态,即过冷度不大的条件下发生的共析转变。产物由铁素体和渗碳体组成,通常呈片层状组织,称为珠光体(见铁碳合金)。珠光体转变是金属热处理时相和组织转变的基本类型之一。产物的组织形态典型的片状珠光体金相组织如图 1 所示。片层的厚度和完整性皆取决于过冷度;在连续冷却的条件下,取决于冷却速度(见过冷奥氏体转变)。片层间距(相叠的铁素体和渗碳体厚度之和)S=8.02/ΔT*10-4△T 为过冷度,即转变温度与平衡态共析转变温度A,(见铁碳合金)之差。此类共析产物按分散度之大小又-7 分为三种:珠光体、索氏体和屈氏体。S=(1500~4500)×10 μm,用光学显微镜可分辨出片层的,称为珠光体这一名词又是上述三种共忻产物的统称);15 S=(800~1500)×10 μm,称为索氏体(又称淬火索氏体);S=(300~800)×10 μm,称为屈氏体(又称淬火屈氏体,还译为托氏体、淬火托氏体)。三种珠光体类产物的组织形态亦不相同,随片层减薄,渗碳体片变弯曲,并破碎为小块,这些都进一步加大了组织的分散度。由一个珠光体核长大所形成的实体,称为珠光体团,它相当于单相转变时的一个新相晶粒。自由生长的珠光体因外形趋向于等-7 -7 轴(图2),团的表面与母相奥氏体是非共格的。在团内,铁素体和渗碳体虽呈极其复杂的交织状,但各自属于同一一晶粒,或具有很相近的晶体位向,故每一个团又可称为一个珠光体双晶粒。在双晶粒内,两相保持一定的晶体学位向关系,但和被长入的奥氏体晶粒之间不存在固定的位向关系。在特定条件下,钢中奥氏体共析分解产物中渗碳体可以成为颗粒状,分布在铁素体基体上,完全失去片层组织的特征,称为粒状(球状)珠光体(见球化退火)。形核与生长当过冷度不很大时,珠光体核一般在奥氏体晶粒界上形成。渗碳体或铁素体都可领先形核。图3 示出渗碳体作为领先相在晶界形核并长到一定尺寸的情形。此类晶界形核一般为局部共格,即与某侧晶粒(γ1)具有共格界面(平直),另一侧(γ2)为非共格界面。新相只能由非共格界面的推移而发生长大。当渗碳体长到一定尺寸时,周围奥氏体中碳浓度将下降到足以促进形成低碳的铁素体核。36 表示在渗碳体(领先相) 图16 一奥氏体相界面上铁素体形核并长到一定尺寸。当然,它的外侧又可能形成渗碳体核,这就意味着两相混合的珠光体核已形成。由于上述相同的原因,珠光体核中两相虽然都是晶界形核,但都只向非共格界面(γ2)晶粒方面生长。生长的机制,一般认为有纵向和横向两种。纵向机制是以非共格相界面向奥氏体中推移的方式,生长方向与片层面平行。横向机制是以两相交替在外侧形核并生长到一定尺寸的方式,增加片层数,其生长方向与片层面垂直。通过对纵、横向生长速度的适当调整,可使

共析体的外形趋于球团状。另一种生长机制是所谓分枝机制。如图3d 所示,在生长最快的前沿,渗碳体(或铁素体)片可发生分枝,以调节前沿各方向的生长速度,保持共析体球团状的外形。贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体,上贝氏体,下贝氏体,粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准,所以还有一些其它贝氏体形态的报导。这里仅对最主要的无碳化物贝氏体,上贝氏体,下贝氏体以及粒状贝氏体等的组织形态进行讨论。一、无碳化物贝氏体(B 无)无碳化物贝氏体(无碳化物贝氏体由板条铁素体束及未转变的奥氏体组成,在铁素体之间为定无碳化物富碳的奥氏体,铁素体与奥氏体内均无碳化物析出,故称为无碳化物贝氏体,是贝氏体的一种特殊形态(图4-1)。

17 1、形成温度范围在贝氏体转变的最高温度范围内形成。2、组织形态是一种单相组织,由大致平行的铁素体板条组成。铁素体板条自奥氏体晶界处形成,成束地向一侧晶粒内长大,铁素体板条较宽,板条之间的距离也较大。随着贝氏体的形成温度降低,铁素体板条变窄,板条之间的距离也变小。在铁素体板条之间分布着富碳的奥氏体。由于铁素体与奥氏体内均无碳化物析出,故称为无碳化物贝氏体。富碳的奥氏体在随后的等温和冷却过程中还会发生相应的变化,可能转变为珠光体、其它类型的贝氏体或马氏体,也有可能保持奥氏体状态不变。所以说无碳化物贝氏体是不能单独存在的。3、晶体学特征及亚结构18 无碳化物贝氏体中的铁素体形成时也能在抛光试样表面形成浮凸。惯习面为{111}A,铁素体与母相奥氏体的位向关系为K-S 关系。魏氏组织铁素体在形成时也能引起浮凸,惯习面{111}A,也是位向关系也是K-S 关系,形态也与无碳化物贝氏体铁素体极其相似,因此多数人认为魏氏组织铁素体即无碳化物贝氏体。在铁素体内存在着一定数量的位错,位错密度较低。二、上贝氏体(B 上)上贝氏体(1、形成的温度范围在贝氏体转变区的较高温度区域内形成,对于中、高碳钢,上贝氏体大约在350~550℃之间形成。因其形成在转变区的高温区,所以称为上贝氏体。2、组织形态上贝氏体是一种两相组织,由铁素体和渗碳体组成。成束大致平行的铁素体渗碳体(有时还有残余奥氏体)板条自奥氏体晶界向一侧或两侧奥氏体晶内长入。分布于铁素体板之间,整体在光学显微镜下呈羽毛状,故可称上贝氏体为羽毛状贝氏体(图4-2)。19 什么是下贝氏体:当过冷奥氏体的温度下降到230-350℃范围时,所形成的产物叫下贝氏体,但渗碳体在铁素体针内。由于易受浸蚀,所以在显微镜下呈黑色针状特征下贝氏体下贝氏体的特征典型的下贝氏体是由含碳过饱和的片状铁素体和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物。20 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。下贝氏体的空间形态呈双凸透镜状,与试样磨面相交呈片状或针状;在光学显微镜下当转变量不多时,下贝氏体呈黑色针状或竹叶状,针与针之间呈一定角度。在电子显微镜下可以观察到下贝氏体中碳化物的形态,它们细小、弥散,呈粒状或短条状,没着与铁素体长轴成55-65 度角取向平行排列。碳钢回火后的组织淬火钢经不同温度回火后所得到的组织不同,通常按组织特征分为一下三种。(1)回火马氏体。淬火钢经低温回火(150~250℃),马氏体内脱溶沉淀析出高度弥散的碳化物质点,这种组织成为回火马氏体。回火马氏体仍保持针状特征,但容易浸蚀,故颜色比淬火马氏体深些,是暗黑色的针状组织,如图11 所示。回火马氏体具有高的强度和硬度,而韧性和塑性较淬火马氏体有明显改善。(2)回火托氏体。淬火钢经中温回火(350~500℃) 得到在铁素体基体中弥散分布着微小状渗碳体的组织,称为回火托氏体。回火托氏体中的铁素体仍然基本保持原来针状马氏体的形态,渗碳体则呈细小的颗粒状,在光学显微镜下不易分辨清楚,故呈暗黑色,如图12 所示。回火托氏体有

较好的强度、硬度、韧性和很好的弹性。(3)回火索氏体。淬火钢高温回火(500~650℃)得到的组织称为回火索氏体,其特征是已经聚集长大了的渗碳体颗粒均匀分布在铁素体基体上。回火索氏体中的铁素体已不呈针状形态而呈等轴状,如图13 所示。回火索氏体具有强度、韧性和塑性较好的综合机械性能。硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。1、钢材的硬度:金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同,●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB 及HRC 较为常用。●HB 应用范围较广,HRC 适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。●HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg 以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。●HL 手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm 处的21 回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ V A(冲击速度)。便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。2、HB - 布氏硬度;布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为:以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002 毫米作为一个硬度单位。当HB>450 或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为 1.59、3.18mm 的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:HRA:是采用60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。HRB:是采用100kg 载荷和直径1.58mm 淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。HRC:是采用150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。另外:1.HRC 含意是洛式硬度 C 标尺,2.HRC 和HB 在生产中的应用都很广泛 3.HRC 适用范围HRC 20--67,相当于HB225--650 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。若硬度低于此范围则用洛式硬度 B 标尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度计 C 标尺之压头为顶角120 度的金刚石圆锥,试验载荷为一确定值,中国标准是150 公斤力。布氏硬度计之压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球直径不同而不同,从3000 到31.25 公斤力。5.洛式硬度压痕很小,测量值有局部性,须测数点求平均值,适用成品和薄片,归于无损检测一类。布式硬度压痕较大,测量值准,不适用成品和薄片,一般不归于无损检测一类。6.洛式硬度的硬度值是一无名数,没有单位。(因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。)布式硬度的硬度值有单位,且和抗拉强度有一定的近似关系。7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示,操作方便,快捷直观,适用于大量生产中。布式硬度需要用显微镜

测量压痕直径,然后查表或计算,操作较繁琐。8.在一定条件下,HB 与HRC 可以查表互换。其心算公式可大概记为:1HRC≈1/10HB。硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。水的硬度是水质的重要指标,通常分为五类: 很软水软水中硬水硬水很硬水0°~4°4°~8°8°~16°16°~30°>30°1.肖氏硬度(HS)=布氏硬度(BHN)/10+12 22 2.肖氏硬度(HS)=洛氏硬度(HRC)+15 3.洛氏硬度(HRC)= 布氏硬度(BHN)/10-3 硬度测定范围: HS<100 HBW 3 ~ 650 HRC 20~70 ,HRA 20~88,HRB 20~100 HR15N 70~94,HR30N 42~86,HR45N 20~77 HR15T 67~93,HR30T 29~82,HR45T 10~72 HV<4000 硬度1.布氏硬度测量法(1) 原理条件:F、D、t 测量范围:HBS (W ) = 0 . 102 2F πD (D ? D 2 ?d 2 ) (2) 测量条件及范围:{HBS 用于测量硬度低于450 HBW 用于测量硬度大于450~650 例:120HBS10/1000/30 (3) 表示方法:硬度值/HBS(W)/D/F/t (4) 特点应用:数据稳定、误差小;压痕大、费时用于灰铸铁、非铁金属、非金属2.洛氏硬度测量法(1)测量条件:HRA 1200 金刚石园锥压头HRB Φ1.588mm 淬火钢球HRC 120 金刚石园锥压头0 60kg 100kg 150kg (2)原理:利用压痕深度来衡量HR=K-e=k-(h/0.02) (3) 特点及应用:方便、快捷、压痕小、范围大、能测薄件HRA 20~88 HRB 20~100 HRC 20~70 3.维氏硬度测量法F f 原理:HV=S =0.1891*d2 特点:测量范围广(5~1000HV)、能测薄件、不能测组织不均匀材料比较布氏,洛氏硬度测量的特点及应用场合、各硬度之间的换算。硬质合金、表面淬火层、渗碳层非铁金属、退火钢、正火钢淬火钢、调质钢23 测试种类 1. HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。 2. HK:(Knoop 努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。3. HRC:(Rockwell C 洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。 4. HRB:(Rockwell B 洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。 5. HR30T:(Rockwell 30T 洛氏) 用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。7. HB30:(Brinell 布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。8. HV:(Vickers 维氏)适用于量测各类材料。9. R:(Tensile module 拉伸模数N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。10. HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。 1.正火:将钢材或钢件加热到临界点Ac3(对于亚共析钢)或Accm(过共析钢)以上30℃—50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀冷却的热处理工艺为正火. 正火后的组织:亚共析钢为F+S,共析钢为S,过共析钢为S+Fe3CⅡ正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些,目的是让钢组织正常化,亦称常化处理。 2.退火annealing:将亚共析钢工件加热至AC3 以上20-40 度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500 度以下在空气中冷却的热处理工艺3.固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺 4.时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象。5.固溶处理:使合金中各种相充分溶解,强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工成型 6.时效处理:在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度7.淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺24 8.回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1 以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺9.钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯

上碳氮共渗又称为氰化,目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。10.调质处理quenchingand tempering:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200-350 之间。11.钎焊:用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺25 第四章铁碳合金第一节铁碳合金的相结构铁碳合金的两个组元是Fe 和Fe3C。Fe 是金属元素,熔点或结晶点为1538℃,在1394℃和912℃温度下发生两次同素异晶转变(图2-13)并在770℃以下具有磁性,为铁磁物质,770℃以上磁性消失;Fe3C 为铁与碳相互作用形成的一种具有复杂晶格结构的稳定的间隙化合物。铁碳合金的相结构主要有固溶体和金属化合物两类。属于固溶体相的有铁素体和奥氏体,属于金属化合物相的主要为渗碳体。一、铁素体912℃以下时,纯铁为具有体心立方晶格的α–Fe,碳溶于α–Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号―F‖表示。铁素体的显微组织如图4-3 所示,其晶粒在显微镜下呈现均匀明亮、边界平缓的多边形特征。由于α–Fe 具有体心立方晶格,晶格间隙很小,所以溶碳能力很小,在727℃时溶碳最多(ωc =0.0218%),室温下几乎约为零(ωc =0.0008%)铁素体的性能与纯铁相近,。强度、硬度较低(σb=180~280Mpa,50~80HBS),而塑性、韧性较好(δ=30%~50% Aku=128~160J)。二、奥氏体碳溶于γ–Fe 中形成的间隙固溶体称为奥氏体,以符号―A‖表示。奥氏体的显微组织如图4-4 所示,其晶26 粒在显微镜下为边界较平直的多边形特征。三、渗碳体铁与碳形成的金属化合物称为渗碳体,用符号Fe3C 表示。渗碳体ωc =6.69%,熔点为1227℃,不发生同素异构转变,具有复杂晶格结构(如图4-5 所示),硬度很高,约为800HBW(能轻易刻划玻璃),而塑性、韧性极差(δ≈0,Ak≈0),不能单独使用。Fe第二节Fe-Fe3C 相图铁碳合金相图是人类经过长期生产实践以及大量科学实验后总结出来的,是研究钢和铸铁的基础,也是选择材料、制订热加工、热处理工艺的主要依据。铁和碳可以形成一系列化合物,考虑到工业上的实用价值,目前常用ωc<6.69%的铁碳合金,Fe一、简化的Fe-Fe3C 相图分析27 1、坐标Fe-Fe3C 相图中纵坐标为温度;横坐标为碳的质量分数。横坐标的左端表示ωc=0%,ωFe =100%的纯铁;右端表示ωc=6.69%的Fe3C;横坐标上任何一点均表示一种成份的铁碳合金。2、特性点相图中具有特殊意义的点称为特性点,简化Fe-Fe3C 相图各特性点的温度,成分及其含义见表4-1 所示。在简化Fe-Fe3C 相图的十个特性点中,有三个特别重要且具有特殊意义的点,即―C‖点、―S‖点和―E‖点。表4-1 简化Fe-Fe3C 相图中的特性点特性点符号A C D 温度/℃1538 1148 1227 ωc (%) 含义0 4.3 6.69 熔点(结晶点)—纯铁的熔点共晶点—发生共晶转变L4.31148℃Ld(A0.77+ Fe3C 共晶)熔点—渗碳体的熔点溶解度点—碳在γ—Fe 中的最大溶解度,E 1148 2.11 28 分界点—碳钢与生铁的分界点F G S K P Q 1148 912 727 727 727 室温6.69 0 0.77 6.69 0.0218 0.0008 共晶渗碳体温度点同素异构转变点—γ-Fe→α-Fe 共析点—A0.77727℃P(F0.218+Fe3C 共析)共析渗碳体温度点溶解度点—碳在α—Fe 的中最大溶解度溶解度点—室温下碳在α—Fe 中的溶解度表4-1 简化Fe-Fe3C 相图中的特性点特性点符号A C D 温度/℃1538 1148 1227 ωc (%) 含义0 4.3 6.69 熔点(结晶点)—纯铁的熔点共晶点—发生共晶转变L4.31148℃Ld(A0.77+ Fe3C 共晶)熔点—渗碳体的熔点溶解度点—碳在γ—Fe 中的最大溶解度,E 1148 2.11 分界点—碳钢与生铁的分界点 F G S K P Q 1148 912 727 727 727 室温 6.69 0 0.77 6.69 0.0218 0.0008 共晶渗碳体温度点同素异构转变点—γ-Fe→α-Fe 共析点—A0.77727℃P (F0.218+Fe3C 共析)共析渗碳体温度点溶解度点—碳在α—Fe 的中最大溶解度溶解

度点—室温下碳在α—Fe 中的溶解度共晶转变所获得的共晶体(A+Fe3C)称为高温莱氏体,用符号―Ld‖表示。在727℃以下,高温莱氏体中的奥29 氏体,将转变为珠光体,形成了珠光体和渗碳体均匀分布的复相组织,称为低温莱氏体,用符号―Ld′‖表示,如图4-7 所示。莱氏体组织可以看成是在渗碳体的基本上分布着颗粒状的奥氏体(或珠光体)。低温莱氏体的性能与渗碳体相似,硬度很高,塑性、韧性极差。―S‖点为共析点,在该点将要发生由一个固相同时生成两个固相的转变,称为共析转变。将要发生转变的固相成分为共析点成分(ωc=0.77%),转变温度为共析点温度(727℃),而转变出的固相分别为的F (ωc=0.0218%)和共析渗碳体(ωc= 6.69%),他们所组成的机械混合物(F+Fe3C),称为珠光体,用符号―P‖表示。即:A0.77727℃F0.0218+ Fe3C 共析=P0.77 共析转变所获得的珠光体是铁素体与渗碳体层片相间的机械混合物,力学性能介于铁素体和渗碳体之间,具有较高的强度和硬度(σb≈770MPa,180HBS),具有一定塑性和韧性(δ=20%~35%,Akv=24~32J),是一种综合力学性能较好的组织。3、特性线相图中各不同成分的合金中具有相同意义的临累点的连接线称为特性线。简化的Fe-Fe3C 相图中各特性线的符号、位置和意义介绍如下:(1)AC 线为液体向奥氏体转变的开始线。ωc<4.3%铁碳合金在此线之上为均匀液相,冷却至该线时,液体中开始结晶出固相奥氏体,即:L→A。(2)CD 线为液体向渗碳体转变的开始线。ωc>4.3%~6.69%之间的铁碳合金在此线之30 上为均匀液相,冷却至该线时,液体中开始结晶出渗碳体,称为一次渗碳体,用―Fe3CI‖表示。L →Fe3CI。即:ACD 线统称为液相线,在此线之上合金全部处于液相状态,用符号―L‖表示。(3)AE 线为液体向奥氏体转变的终了线。ωc<2.11%的液体合金冷至此线,全部转变为单相奥氏体组织。(4)ECF 水平线为共晶线。碳质量分数ωc>2.11%~6.69%之间的液态合金冷至此线时,将在恒温(1148℃)下发生共晶转变,形成高温莱氏体。AECF 线统称为固相线,液体合金冷却此线全部结晶为固体,此线以下均为固相区。(5)ES 线又称Acm 线,是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线。1148℃时奥氏体溶碳量最大为ωc =2.11%,随着温度的降低,奥氏体的溶碳量逐渐减小,当温度降至727 时,溶碳量减小至ωc =0.77%。因此,凡是ωc>0.77% 的铁碳合金,当温度由1148℃降至727℃时,均会从奥氏体中沿晶界析出渗碳体,称为二次渗碳体,用―Fe3CII‖ 表示。即:A→Fe3CII。(6)GS 线又称A3 线,是ωc<0.77%的铁碳合金固态冷却,奥氏体向铁素体转变的开始线。随着温度的下降,转变出的铁素体量不断增多,剩余奥氏体的碳质量分数不断升高。(7)GP 线奥氏体向铁素体转变的终了线。ωc<0.0218%的铁碳合金冷至此线时,奥氏体全部转变为单相铁素体组织。(8)PSK 水平线为共析线,又称A1 线。ωc>0.0218%的铁碳合金中的奥氏体冷却至此线时,将在恒温下发生共析转变,转变出珠光体组织。(9)PQ 线碳在铁素体中的溶解度曲线。727℃时铁素体溶碳量最大为0.0218%,随着温度的降低,溶碳量不断减小,当温度降至室温时,溶碳量降至0.0008%。因此,ωc>0.0218%的铁碳合金,从727℃降至室温时,均会由铁素体析出渗碳体,称为三次渗碳体,用―Fe3CIII‖表示。由于Fe3CIII 数量极少,故一般在讨论中均忽略31 不计。4、相区由前图可看出四个单相图区:液相区(L)、奥氏体相区(A)、铁素体相区(F)和渗碳体相区(指DFK 线);五个两相:L+A区、L+ Fe3CI 区、A+F 区、A+Fe3C 和F+Fe3C 区。每个两相区都与相应的两个单相区相邻;两条三相共存线,即共晶线ECF,L、A和Fe3C 三相共存,共析线PSK,A、F 和Fe3C 三相共存。二、相图中的合金分类根据相图上P、E 两点,可将铁碳合金分为工业纯铁,非合金钢钢和铸铁三类。其中钢和铸铁又各分三种。因此,相图上共有七种典型合金,其各自的碳质量分数和室温组织如表4-2 所示。表4-2 铁碳合金分类分类工业纯铁名称工业纯铁亚共析钢碳含量(Wc,%)<0.0218 0.0218-0.77 室温组织 F F+P硬度HBS 80(100%F) 140(44%F+56%P) 非合金钢共析钢? ? 77 0.77-2.11 P 180(100%P) 过共析钢亚共晶白口铁 2.11-4.3 P+Fe3CII P+L’d+ Fe3CII 260(93%P+7%

Fe3CII) 白口铸铁共晶白口铁4.3 L’d 过共白口铁4.3-6.69 L’d+Fe3CI 小结32 铁碳合金的相结构主要有固溶体和金属化合物两类。属于固溶体相的有铁素体和奥氏体,属于金属化合物相的主要为渗碳体。铁碳合金相图上的特性点(重点:―C‖点、―S‖点和―E‖点)、特性线、相区;两条三相共存线,即共晶线ECF、共析线PSK。根据相图上P、E 两点,可将铁碳合金分为工业纯铁,非合金钢钢和铸铁三类。其中钢和铸铁又各分三种。铁碳合金相图是研究钢和铸铁的基础,也是选择材料、制订热加工、热处理工艺的主要依据33 34

金属材料金相热处理检验方法标准汇编

金属材料金相热处理检验方法标准汇编 一、金属材料综合检验方法 GB/T4677.6—1984金属和氧化覆盖层厚度测试方法截面金相法 GB/T6394—2002金属平均晶粒度测定方法 GB/T6462—2005金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法 GB/T13298—1991金属显微组织检验方法 GB15735—2004金属热处理生产过程安全卫生要求 GB/T15749一1995定量金相手工测定方法 GB/T18876.1—2002应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分:钢和其他金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定 二、钢铁材料检验方法 GB/T224一1987钢的脱碳层深度测定法 GB/T225—1988钢的淬透性末端淬火试验方法 GB/T226—1991钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T227—1991工具钢淬透性试验方法 GB/T1814—1979钢材断口检验法 GB/T1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T4236一1984钢的硫印检验方法 GB/T4335—1984低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T6401—1986铁素体奥氏体型双相不锈钢中а-相面积含量金相测定法 GB/T7216—1987灰铸铁金相 GB/T9441—1988球墨铸铁金相检验 GB/T9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T11354—2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 GB/T13299—1991钢的显微组织评定方法 GB/T13302—1991钢中石墨碳显微评定方法 GB/T13305—1991奥氏体不锈钢中а-相面积含量金相测定法 GB/T13320—1991钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 GB/T13925—1992铸造高锰钢金相 GB/T14979—1994钢的共晶碳化物不均匀度评定法 GB/T15711—1995钢材塔形发纹酸浸检验方法 GB/T16923—1997钢件的正火与退火 GB/T16924—1997钢件的淬火与回火 GB/T18683—2002钢铁件激光表面淬火 YB/T130—1997钢的等温转变曲线图的测定 YB/T153一1999优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图 YB/T169一2000高碳钢盘条索氏体含量金相检测方法 YB/T4002—1991连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图 YB/T4003—1997连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图 YB/T4052—1991高镍铬无限冷硬离心铸铁轧辊金相检验 YB/T5127—1993钢的临界点测定方法(膨胀法) YB/T5128—1993钢的连续冷却转变曲线图的测定方法(膨胀法)

碳钢热处理与金相观察实验指导参考书(1)

目录 前言 --------------------------------------------------------------------------------- 2实验一金属的磨片实验 --------------------------------------------------------- 3实验二铁碳合金的平衡组织观察 ---------------------------------------- 12 实验三钢的热处理综合实验 ------------------------------------------------- 20

前言 本实验指导书内容侧重于金相实验技术基本操作方法、热处理及金相显微组织的观察,使学生在金相实验基本技能方面得到初步训练并有利于巩固和深化课堂学到的知识,而热处理综合实验不仅能使学生建立起完整的知识体系,还能有效地提高学生的整体思维能力和总结概括能力。

实验一金属的磨片实验 一、实验目的 1 掌握金相显微试样的制备过程和基本方法,并观察、认识其金相显微组织; 2 初步学会用比较法测定工业纯铁的晶粒度。 二、实验仪器及材料 1 仪器:台式金相显微镜、预磨机、抛光机、吹风机等。 2 材料;45 钢待磨试样(O12×15)每人一块;各号金相砂纸(或水磨砂纸)一套;腐蚀剂;4%硝酸酒精;制备好的工业纯铁试样,棉球、镊子等。 三、实验内容 在利用金相显微镜观察、分析和研究金属材料的金相显微组织时,需要在该材料的典型部位截取样块,然后通过一系列的制备过程,制成符合要求的金相显微试样。即在金相显微镜下可以观察到很清晰的金相显微组织,其整个过程即为磨片。磨片的方法与步骤如下: 1 .取样 ①取样的部位及磨面的选择 根据被检验金属材料或零件的特点,加工工艺及研究目的进行选择,如:研究另件破裂的原因时,应在破裂部位取样,再在离破裂处较远的部位取样,以做比较。研究铸造合金时,由于组织不均匀,从铸件表层到中心必须分别截取几个样品。 研究轧材时,如研究材料表层的缺陷、非金属夹杂物的分布等。应在垂直于轧制方向上截取横向试样.如研究夹杂物的形状、类形,材料的的形变程度、晶粒拉长的程度、带状组织等,应在平行于轧制方向上截取纵向试样。 研究焊缝组织时,应在焊缝及热影响区周围取样。 研究热处理后的零件时,固其组织较均匀,可任选一断面试样。若研究氧化、脱碳表面处理(如渗碳)的情况,则应在横断面上观察。

热处理检验方法和规范

热处理检验方法和规范 编制: 审核: 批准: 生效日期: 受控标识处: 分发号:

前言 金属零件的内在质量主要取决于材料和热处理。因热处理为特种工艺所赋予产品的质量特性往往又室补直观的内在质量,属于“内科”范畴,往往需要通过特殊的仪器(如:各种硬度计、金相显微镜、各种力学性能机)进行检测。在GB/T19000 idt ISO9000系列标准中,要求对机械产品零部件在整个热处理过程中一切影响因素实施全面控制,反映原材料及热处理过程控制,质量检验及热处理作业条件(包括生产与检验设备、技术、管理、操作人员素质及管理水平)等各方面均要求控制,才能确保热处理质量。为此,为了提高我公司热处理产品质量,遵循热处理相关标准,按零件图纸要求严格执行,特制定本规范 一、使用范围 本规范适用于零件加工部所有热处理加工零件。 二、硬度检验 通常是根据金属零件工作时所承受的载荷,计算出金属零件上的应力分布,考虑安全系数,提出对材料的强度要求,以强度要求,以强度与硬度的对应关系,确定零件热处理后应具有大硬度值。为此,硬度时金属零件热处理最重要的质量检验指标,不少零件还时唯一的技术要求。 1、常用硬度检验方法的标准如下: GB230 金属洛氏硬度试验方法 GB231 金属布氏硬度试验方法 GB1818 金属表面洛氏硬度试验方法 GB4340 金属维氏硬度试验方法 GB4342 金属显微维氏硬度试验方法 GB5030 金属小负荷维氏试验方法 2、待检件选取与检验原则如下: 为保证零件热处理后达到其图纸技术(或工艺)要求,待检件选取应有代表性,通常从热处理后的零件中选取,能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬度的其他部位,对每一个待检件的正时试验点数一般应不少于3个点。 通常连续式加热炉(如网带炉):应在连续生产的网带淬火入回火炉前、回火后入料框前的网带上抽检3-5件/时。且及时作检验记录。 同时,若发现硬度超差,应及时作检验记录。同时,若发现硬度越差,应及时进行工艺参数调整,且将前1小时段的零件进行隔离处理(如返工、检)。 通常期式加炉(如井式炉、箱式炉):应在淬火后、回火后均从料框的上、中、下部位抽检6-9件/炉,且及时作检验记录。 同时,若发现硬度超差,应及时进行工艺参数调整,且将该炉次的零件进行隔离处理(如返工、逐检)。 通常感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度调整,经首件(或批)感应淬火合格后方可生产,且及时作检验记录。 3、硬度测量方法: 3.1各种硬度测量的试验条件,见下表1:

碳钢热处理后的组织金相分析

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。

金相组织观察报告

实验二金相常识简介和铁碳合金平衡组织观察 一、目地要求 1 、了解试样制备过程、金相显微镜基本构造和原理等金相常识。 2 、研究和了解铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 3 、分析成分对铁碳合金显微组织的影响,从而加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。 二、实验内容:将制好的样品放在显微镜上观察,注意显微镜的正确使用,并分析样品制备的质量好坏,初步认识显微镜下的组织特征并分析成分对铁碳合金显微组织的影响。 三、实验设备:金相显微镜,抛光机易耗品:吹风器、样品、不同号数的砂纸、玻璃板,抛光粉悬浮液、4%的硝酸酒精溶液、酒精、棉花等 四、实验步骤: 1.金相样品的制备方法。 2、样品硝酸酒精溶液腐蚀(即浸蚀)。

实验结论: 1画组织示意图 (1)画出下列试样的组织示意图 1)亚共析纲 2)过共析钢 3)亚共晶白口铸铁 4)过共晶白口铸铁 (2)画图方法要求如下 1)应画岩石记录表中的30—50直径的圆内,注明:材料名称、含碳量、 腐蚀剂和放大倍数。并将组织组成物用细线引出标明。如下图: 2.回答以下问题 (1)分析所画组织的形成原因。

(2)分析碳钢(任选一种成分)或白口铸铁(任选一种成分)凝固过程。

教学及实验方法: 1 、教师讲述和演示阶段: 用 1 5 分钟时间讲解试样制备、显微镜结构、反射原理和黑白成像等金相常识,用 2 0 分钟时间联系铁碳平衡图讲解、分析本次实验的 7 种铁碳合金在平衡状态下的显微组织,用电视显微镜向全体学生展示所有显微组织,用 5 分钟时间讲解绘制显微 组织的有关技巧。 2 、学生动手实验阶段: 学生用 5 0 分钟时间对 7 种铁碳合金平衡组织进行观察和分析,进一步建立成分和组织之间相互关系的概念,绘出所观察到的显微组织图,用箭头标明各显微组织,并在相应图下标出成分,确立组织和成分之间的关系。

(完整版)金相检验标准汇总表

金相检验标准 GB/T 10561-89 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法 GB/T 6394-2002 系列图I(无孪晶晶粒++浅腐蚀100×) GB/T 6394-2002 系列图Ⅱ(有孪晶晶粒++浅腐蚀+100×) GB/T 6394-2002 系列图Ⅲ(有孪晶晶粒+深腐蚀75×) GB/T 6394-2002 系列图Ⅳ(钢中奥氏体晶粒++渗碳法100×) GB 224-1987 钢的脱碳层深度测定法 GB 226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB 2828-1987 逐批检查记数抽样程序及抽样表 GB 4236-1984 钢的硫印检验方法 GB 16840.4-1997 电气火灾原因技术鉴定方法第4部分:金相法 GB/T 9450-2005 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 13298-1991 金属显微组织检验方法 GB/T 18876.1-2002 应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分 GB/T 4340.1-1999 金属维氏硬度第一部分:试验方法 GB/T 14999.4-94 高温合金显微组织试验方法 GB/T 230.1-2004 金属洛氏硬度试验第1 部分: 试验方法( A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T 标尺) GB/T 231.1-2002 金属布氏硬度试验第1 部分: 试验方法 GB/T 3488-1983 硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489-1983 硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4194-1984 钨丝蠕变试验,高温处理及金相检查方法 GB/T 5617-1985 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 6401-1986 铁素体奥氏体型双相不锈钢中α-相面积含量金相测定法 GB/T 7216-1987 灰铸铁金相 GB/T 8493-1987 一般工程用铸造碳钢金相 GB/T 8755-1988 钛及钛合金术语金相图谱 GB/T 9441-1988 球墨铸铁金相检验 GB/T 9450-1988 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451-1988 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 11809-1998 压水堆核燃料棒焊缝金相检验 GB/T 13305-1991 奥氏体不锈钢中α--相面积含量金相测定法 GB/T 13320-1991 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 GB/T 13925-1992 铸造高锰钠金相 GB/T 17455-1998 无损检测表面检查的金相复制件技术 GB 1814-1979 钢材断口检验方法 GB 2971-1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T 7998-2005 铝合金晶间腐蚀测定方法 GB/T 1298-2008 碳素工具钢 GB/T 1299-2000 合金工具钢

完整版实验报告40钢试样退火正火淬火热处理

西安交通大学实验报告 课程_实验名称____________________ 机械工程材料_系别______________________实验日期年月日 专业班号____________ 组别_________交报告日期年月日 姓名_______学号______________报告退发(订正、重做) 同组者____________________________________教师审批签字 实验名称 一、实验目的 (1)了解碳钢热处理操作。 (2)学会使用洛氏温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,掌握热处理后的钢的金相组织分析。 钢的组织和性能影响。T12探讨淬火温度、淬火冷却温度、回火温度二、实验内容 (1)40钢试样退火、正火、淬火、热处理。 (2)用洛氏硬度计测定试样热处理实验前后的硬度。 (3)观察样品,获取其纤维组织图像 对照金相图谱,分析讨论本次实验可能获得的典型组织: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、实验概述 )热处理工艺参数的确定1(.

Fe-FeC状态图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。热3处理工艺参数主要包括加热温度、保温时间和冷却速度。 (2)基本组织的金相特征 碳钢经热退火后可得到(近)平衡组织,淬火之后则得到各种不平衡组织。普通热处理除退火、淬火之外还有正火和回火。这样在研究钢热处理后的组织时,还要熟悉索氏体、托氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索式体等基本组织的金相特征。 (3)金相组织的数码图像 金相组织照片可提供材料内在质量的大量信息及数据,金相分析是材料科研、研发及生产中的重要分析手段。 XJP-6A金相显微镜数字采集系统是在XJP-6光学显微镜基础上,添加光学适配镜,通过图像采集和信息化处理,提供计算机数码图像的系统,可获得真实、精细的影像,以及高品质的金相显微组织照片 四、实验材料及设备 (1)砂纸、玻璃板、抛光机等金相制样设备。 (2)40钢 (3)马福电炉 (4)洛氏硬度计 (5)淬火水槽、油槽 (6)铁丝、钳子 金相显微镜、数码金相显微镜)7(.

【有色金属行业标准】金属热处理工国家职业标准

金属热处理工国家职业标准 1、概述 1.1职业等级 本职业共设五个等级,分别为:初级(国家职业资格五级)、中级(国家资格四级)、高级(国家职业资格三级)、技师(国家职业资格二级)、高级技师(国家职业资格一级)。 1.2适用对象: 从事或准备从事本职业的人员。 1.3申报条件(初级和高级技师从略) 中级(具备以下条件之一者) (1)取得初级职业资格证书后连续从事本职业工作3年以上,经本职业中 级正规培训达到规定标准学时数,并取得毕(结)业证书。 (2)取得本职业初级职业资格证书后,连续从事本职业5年以上。 (3)取得经劳动保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等 以上职业学校本职业毕业证书。 高级(具备以下条件之一者) (1)取得中级职业资格证书后并连续从事本职业工作4年以上,经本职业 中级正规培训达到规定标准学时数,并取得毕(结)业证书。 (2)取得本职业中级职业资格证书后,连续从事本职业工作8年

以上。 (3)取得经劳动保障行政部门审核认定的、以高级技能为培养目标的高等职业学校本职业毕业证书。 (4)大专以上本专业或相关专业毕业生,取得本职业中级职业资格证书后连续从事本职业工作2年以上。 技师(具备以下条件之一者) (1)取得高级职业资格证书后连续从事本职业工作5年以上,并经本职业技师正规培训达到规定标准学时数,取得毕(结)业证书。 (2)取得本职业高级职业资格证书后,连续从事本职业8年以上。 (3)取得本职业高级职业资格证书的高级技工学校毕业生,连续从事本职业4年以上。 1.4.0基础知识 1.4.1基础理论知识 (1)识图知识。 (2)金属材料基础知识。 (3)常用非金属材料知识。 (4)热传递基础知识。 1.4.2金属热处理工基础知识 (1)常用热处理设备知识(用途及基本结构)。 (2)金属的一般热处理工艺、表面改性热处理工艺。 (3)典型零件(主轴、齿轮等)的热处理工艺。 (4)热处理工艺管理知识。

热处理金相检验员岗位职责

襄阳鹰牌荣华轴承有限公司 热处理金相检验规范 一、目的 对热处理后金相组织进行有效的控制和管理,保证该生产工序按规定的方法在受控状态下进行,确保产品满足顾客的期望和要求,使直接影响产品质量的生产过程处于受控状态。 二、适用范围 套圈退火和淬回火组织、外购套圈、滚动体和成品的淬回火组织检验。三、抽样方法 采用按产品分级控制的原则,重点产品按2小时一件抽样,普通产品按每批一件进行抽样。外购产品及零件按每批一件进行抽样。 四、判定标准 按JB/T1255标准的技术要求、检验方法并参照以下评级原则对样件进行评级和合格判定,并将检验情况记入相应检验记录表。 1、退火组织的评级原则 理想的退火组织是铁素体基体上均匀分布着细小的球化或粒状碳化物。因此,此类组织的评级由以下三个准则: 1)、碳化物的颗粒大小;2)、碳化物的分布均匀性;3)碳化物的球化程度或形态。 退火金相组织特征: 1级:细点状+细粒状珠光体+局部细片状珠光体 组织特征:碳化物颗粒细小呈点状和细粒状,分布弥散,局部有细片状。为不合格组织,形成原因是加热不足,部分锻造组织被保留下来。 2级:点状珠光体+细粒状珠光体 组织特征:碳化物颗粒细小呈点状和细粒状,圆度好,分布较均匀。为优良的合格组织。 3级:球状珠光体 组织特征:碳化物颗粒大于2级,球化完全,分布较均匀,为良好的合格组织4级:球状珠光体 组织特征: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,为合格组织。 GCr15,ZGCr15钢的硬度应在HB179~207范围内,GCrSiMn,ZGCr15SiMn钢

硬度应在HB179~217范围内。 5级:不均匀球状珠光体 组织特征:碳化物颗粒大小不均,圆度差,有角状和条状碳化物,碳化物分布不均,有的区域密集,有的区域稀少,为不合格组织。该组织的形成,除原始组织粗大不均匀外,还与加热温度过高,冷却速度过缓或重复多次退货有关。 6级:不均匀的粗粒状珠光体+片状珠光体 组织特征:碳化物颗粒大小不均,部分区域出现明显片状珠光体,分布均匀弥散。硬度偏高,约为HB217~229,但车削性能好。该组织是采用特殊热处理工艺和特殊成型方法时得到。 2、淬回火组织的评级原则: 1)、按马氏体粗细程度和残余奥氏体数量; 2)、按残留碳化物数量多少和颗粒大小; 3)、按屈氏体组织的形态,大小和数量。 淬回火组织特征: 1)淬回火马氏体组织 1级:隐晶马氏体+较多的残留碳化物+少量残余奥氏体 组织特征:基体组织细小而均匀,残留碳化物多而颗粒较粗,残余奥氏体在光学显微镜下看不到,轻腐蚀后有时会出现小块做屈氏体。 2级:隐晶马氏体+细小结晶马氏体+适量的残留碳化物+残余奥氏体 组织特征:以隐晶马氏体为主,残留碳化物沿晶界不断溶解,并出现布纹状的细小结晶马氏体,白色区增多,残余奥氏体显示不明显。 3级:细小结晶马氏体+隐晶马氏体+少量细小针状马氏体+较少量残留碳化物+残余奥氏体 组织特征:基体组织黑白差明显,白色区组织为布纹状且局部出现小针状马氏体,但针状马氏体500倍光学显微镜下显示不清晰。残留碳化物少于2级。 4级:细小结晶马氏体+隐晶马氏体+局部小针状马氏体+较少量残留碳化物+较多残余奥氏体 组织特征:基体组织较粗,黑白差大,白色区出现细小针状马氏体,细小针间出现残余奥氏体墙,残留碳化物减少,颗粒细,局部区域残留碳化物已经全部溶解。5级:细小结晶马氏体+少量隐晶马氏体+局部小针状马氏体+少量残留碳化物+较多残余奥氏体 组织特征:基体组织较粗,黑白差大,白区增多,局部区域有明显的细小针状马氏体,细小针状马氏体间有残余奥氏体显示。残留碳化物颗粒更细或碳化物颗粒

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υ 1 )应得到100%的珠光 体;当冷却速度增大到υ 2 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υ 3 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υ 4、υ 5 (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(υ 4 )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υ 1 ),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υ 3>υ 2 >υ 1 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。 表4-1

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℃)、

金相检验标准

金相检验标准 1、GB_T_10561_2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检法 2、 GB_T_1979_2001结构钢低倍组织缺陷评级图 3、GB_T_6394_2002金属平均晶粒度测定方法 4、GB_T_6394_2002_I系列图 I(无孪晶晶粒++浅腐蚀100×) 5、GB_T_6394_2002_Ⅱ系列图Ⅱ(有孪晶晶粒++浅腐蚀+100) 6、GB_T_6394_2002_Ⅲ系列图Ⅲ(有孪晶晶粒+深腐蚀75×) 7、GB_T_6394_2002_Ⅲ系列图Ⅲ(有孪晶晶粒+深腐蚀75×) 8、GB_226_1991钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验 9、GB_T_9450_2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 10、GB_T_13298_1991金属显微组织检验方法 11、GB_T_14999.4_94高温合金显微组织试验方 12、GB_T_3488_1983硬质合金显微组织的金相测定 13、GBT-7998-2005铝合金晶间腐蚀测定方法 14、GBT-1298-2008碳素工具钢 15、GBT-1299-2000合金工具钢 16、GBT-3246_2-2000变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法 17、GBT-4296-2004变形镁合金显微组织检验方 18、GBT-5617-2005钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 19、GBT-6463-2005金属和其它无机覆盖层厚度测量方法评述

20、GBT-8014.1-2005铝及铝合金阳极氧化氧化膜厚度的测量方法第1部分测量原 21、GBT-8014.2-2005及铝合金阳极氧化氧化膜厚度的测量方法第2部分质量损失法 22、GBT-8014.3-2005铝及铝合金阳极氧化氧化膜厚度的测量方法第3部分分光束显微镜法 23、GBT-11354-2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 24、GBT-13320-2007钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 25、GBT-13299-1991金相组织评级图及评定方法 26、GB-T_15749-2008_定量金相测定方法 27、JB_T_5074_2007低、中碳钢球化体评级 28、JB_T_3829_1999蠕墨铸铁金相 29、JB_T_9205_1999珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验 30、JB_T_9204_1999钢件感应热处理金相检验 31、JBT-2798-1999铁基粉末冶金烧结制品金相标准 32、JB_T_5664_1991重载齿轮失效判据 33、JB_T_6141.1_1992重载齿轮渗碳层球化处理后金相检验 34、JBT-1460-2002高碳铬不锈钢滚动轴承零件热处理技术条件 35、JBT-6016-1992内燃机单体铸造活塞环金相检 36、JBT-6075-1992氮化钛涂层金相检验方法 37、JBT-6141.3-1992重载齿轮渗碳金相检验

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

铜及铜合金的金相组织分析.

铜及铜合金的金相组织分析一)结晶过程的分析 结晶是以树枝状的方式生长,树枝状的结晶容易造成夹渣外,通常形成显微疏松。 取决于模壁的冷却速度外,还取决于合金成分、熔化与浇注温度等。 (二)宏观分析中常见缺陷 在浇注过程中往往产生缩孔、疏松、气孔、偏析等缺陷。 浇注温度和浇注方式的影响,铸锭、紫铜中容易出现气孔和皮下气孔。 由于合金元素的熔点、比重不一,熔炼工艺不当造成铸锭的成分偏析。 铸造时热应力可产生裂纹。 浇注工艺不当(浇注温度过低),浇注时金属液的中断会造成冷隔。 (三)微观分析 与铜相互作用的性质,杂质可分三类: 1. 溶解在固态铜中的元素(铝、铁、镍、锡、锌、银、金、呻、锑)。 2. 与铜形成脆性化合物的元素(硫、氧、磷等)。 3. 实际上不溶于固态铜中与铜形成易熔共晶的元素(铅、铋等)。 铋与铜形成共晶呈网状分布于铜的基体上,淡灰色。 铅含量很少时和铋一样呈网状分布于晶界,其颜色为黑色; 铅含量大时在铜的晶粒间界上呈单独的黑点。 暗场观察:铅点呈黑色,孔洞为亮点。 硫与氧的观察:均与铜形成化合物(Cu2S、Cu2O),又以共晶形式(Cu2S+ Cu、 Cu2O+ Cu)分布在铜的晶界上。 氯化高铁盐酸水溶液浸蚀:Cu2O变暗,Cu2S不浸蚀。 偏振光观察:Cu2O呈暗红色。 QJ 2337-92 铍青铜的金相试验方法 金相分析晶粒度检测金属显微组织分析,晶粒度分析,GB/T 6394-02 金属平均晶粒度测定方法 ASTM E 112-96(2004) 金属平均晶粒度测定方法

YS/T 347-2004 铜及铜合金平均晶粒度测定方法 GB/T13298-91 金属显微组织检验方法 GB/T 13299-91 钢的显微组织评定方法 GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 ASTM E45-05 钢中非金属夹杂物含量测定方法 GB/T 224-87 钢的脱碳层深度测定方法 ASTM E407-07 金属及其合金的显微腐蚀标准方法 GB/T 226-91 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验方法 GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 5168-85 两相钛合金高低倍组织 GB/T 9441-1988 球墨铸铁金相检验 ASTM A 247-06 铸件中石墨微结构评定试验方法 GB/T 7216-87 灰铸铁金相 EN ISO 945:1994 石墨显微结构 GB/T 13320-07 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 CB 1196-88 船舶螺旋桨用铜合金相含量金相测定方法 JB/T 7946.1-1999 铸造铝合金金相 铸造铝硅合金变质 JB/T 7946.2-1999 铸造铝合金金相 铸造铝硅合金过烧 JB/T 7946.3-1999 铸造铝合金金相铸造铝 氧是铜中最常见的杂质,可产生氢脆。所以含氧量应严格规定。 1、金属平均晶粒度【001】金属平均晶粒度测定… GB 6394-2002 自动评级【010】铸造铝铜合金晶粒度测定…GB 10852-89

热处理与金相知识

热处理与金相知识 钢结构组织与特性(No.1) 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

金相组织分析 可下载 可修改 优质文档

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

金相检测国家标准汇总

金相检测国家标准汇总文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

检验类别 1、金属平均晶粒度【001】金属平均晶粒度测定… GB 6394-2002 【010】铸造铝铜合金晶粒度测定…GB 10852-89 【019】珠光体平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【062】金属的平均晶粒度评级…ASTM E112 【074】黑白相面积及晶粒度评级…BW 2003-01 【149】彩色试样图像平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【304】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法(面积法) 【305】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法(切割线法) 【322】铜及铜合金_平均晶粒度测定方法…YS/T 347-2004 【328】彩色试样图像平均晶粒度测定方法2 2、非金属夹杂物显微评定【002】非金属夹杂物显微评定…GB 10561-89 【252】钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法…GB/T 10561-2005/ISO 4967:1998 3、贵金属氧化亚铜金相检验【003】贵金属氧化亚铜金相检验…GB 3490-83 4、脱碳层深度测定【004】钢的脱碳层深度测定法…GB/T 224-2008 【130】脱、渗碳层深度测定…GB 224-87

5、铁素体晶粒延伸度测定【005】铁素体晶粒延伸度测定…GB 4335-84 6、工具钢大块碳化物评级【006】工具钢大块碳化物评级…GB 4462-84 7、不锈钢相面积含量测定【007】不锈钢相面积含量测定…GB 6401-86 8、灰铸铁金相【008】铸铁共晶团数量测定…GB 7216-87 【056】贝氏体含量测定…GB 7216-87 【058】石墨分布形状…GB 7216-87 【059】石墨长度…GB 7216-87 【065】珠光体片间距…GB 7216_87 【066】珠光体数量…GB 7216_87 【067】灰铸铁过冷石墨含量…SS 2002-01 【185】碳化物分布形状…GB 7216-87 【186】碳化物数量…GB 7216-87 【187】磷共晶类型…GB 7216-87 【188】磷共晶分布形状…GB 7216-87 【189】磷共晶数量…GB 7216-87 【190】基本组织特征…GB 7216-87 【235】石墨长度(自动分析)…GB 7216-87 【251】灰铸铁多图多模块评级:石墨分布&石墨长度&基体组织&共晶团【255】灰铸铁金相_基本组织特征(灰度法)

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