第五次实验碳钢的非平衡组织观察
碳钢热处理后组织观察
760C°淬火（水冷）
900C°淬火（水冷） 200C°回火 920C°淬火（水冷） 1100C°淬火（水冷）
组织 索氏体+铁素体 混合马氏体 屈氏体+马氏体 回火屈氏体
回火索氏体
马氏体+铁素体 索氏体+粒状渗碳体 隐晶马氏体+粒状渗碳体+残余奥 氏体 针状马氏体+粒状渗碳体+残余奥 氏体 板条马氏体
碳钢热处理后的组织 表2-1
编号 1 2 3 4
5
6 7 8
9
10 11
材料 45钢 45钢 45钢 45钢
45钢
45钢 T12 T12
T12
16Mn 1.3%C
热处理工艺 860C°正火（空冷） 860C°淬火（水冷） 860C°淬火（油冷） 860C°淬火（水冷） 400C°回火 860C°淬火（水冷） 600C°回火 760C°淬火（水冷）
竹叶、针状 马氏体
闪电状马氏体 残余奥氏体
材 料： 1.3%C
状 态： 1100 °C水淬
组 织： 竹叶、针状、闪电状马氏体+残余奥氏体 放大倍数： 400X 侵蚀剂：3-4%硝酸酒精溶液
二○○二年六月
再见
45钢正火400X
45钢860C°水淬 400X
45钢860C°油淬 400X
45钢860C°水淬400C°回火 400X
共析钢和过共析钢淬火前，通常是球
化退火组织，经正常加热淬火后，得到的 马氏体是细小的，在光学显微镜下分辨不 出来它的形态，故通常称为隐晶马氏体。 T12钢正常淬火组织为：隐晶马氏体和粒状 碳化物及少量残余奥氏体。
45钢水淬组织为：混合马氏体（板条马氏体+ 针状马氏体），其中以板条状马氏体为主。
碳钢非平衡组织
碳钢非平衡组织
碳钢的非平衡组织是指在加热和冷却过程中形成的不稳定组织结构。
碳钢是由铁和碳组成的合金，其中碳的含量通常在0.02%至2.1%之间。
在非平衡条件下，由于加热和冷却速度的快速
变化，碳钢内部的组织结构可能会发生变化，使其组织结构不稳定。
在加热过程中，碳钢的非平衡组织包括奥氏体、渗碳体、贝氏体等。
奥氏体是在高温下形成的一种组织，具有面心立方结构。
渗碳体是在奥氏体中形成的一种碳化物，其中碳原子会渗透到铁的晶体结构中，使其硬化和变脆。
贝氏体是在快速冷却条件下形成的一种组织，具有板条状的结构，具有较高的强度和韧性。
在冷却过程中，碳钢的非平衡组织包括马氏体和残余奥氏体。
马氏体是在快速冷却中形成的一种组织，具有板条状或针状的结构，具有较高的硬度和脆性。
残余奥氏体是在冷却过程中未完全转变成马氏体的奥氏体组织，具有较低的硬度和较高的韧性。
碳钢的非平衡组织对其性能和用途具有重要影响。
通过调控加热和冷却条件，可以控制碳钢的非平衡组织，以实现所需的性能和用途要求。
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。
钢的非平衡组织特征与性能分析
钢的非平衡组织特征与性能分析一、实验目的1.观察常用钢经不同热处理后的显微组织。
2.掌握热处理工艺对钢组织和性能的影响。
3.熟悉常用钢典型热处理组织的形态及特征。
二、实验内容概述碳钢经退火、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。
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6-1中。
表6-1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6-1）；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：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6-2。
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6-3）。
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55~60o 的角度。
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aFe 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6-4、6-5所示）图6-1 托氏体＋马氏体 图6-2 上贝氏体＋马氏体图6-3 下贝氏体 图6-4 回火板条马氏体板条状马氏体一般为低碳钢或低碳合金钢的淬火组织。
铁碳合金显微组织的观察及分析 实验指导书
实验六铁碳合金显微组织的观察及分析实验项目名称：碳钢非平衡组织观察实验项目性质：普通实验所属课程名称：金属材料与热处理实验计划学时：2一、实验目的（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）熟悉碳钢几种曲型热处理组织——M、T、S、M回火、S回火等组织的形态及特征。
二、实验内容和要求碳钢经退火、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。
铁碳合金缓冷后的显微组织基本上与铁碳相图所预料的各种平衡组织相符合，但在快冷条件下的显微组织就不能用铁碳合金相图来加以分析，而应由过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）来确定。
图1-1为共析碳钢的C曲线图。
图1-1 共析钢的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。
按照不同的冷却条件，过冷奥氏体将在不同的温度范围发生不同类型的转变。
通过金相显微镜观察，可看出过冷奥氏体各种转变产物的组织形态各不相同。
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1-1中。
2．共析钢连续冷却时的显微组织共析钢奥氏体，在慢冷时（相当于炉冷，见图1-1的v1）应得到100%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；当冷却速度增大到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，瞬时转变马马氏体。
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。
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，见图1-2所示。
当奥氏体缓冷时（相当于炉冷，如图1-2的v1）转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
实验五 铁碳合金平衡组织观察
实验五铁碳合金平衡组织观察问答题老师要求写在实验报告上还有一张《所观察的金相试样的显微组织示意图》你跟敏莉要，要贴在实验报告上的并标上放大倍数，放大倍数也问敏莉。
三、问答题1. 某亚共析钢试样在显微镜下观察，珠光体面积占59%，试确定此钢的牌号。
（要求计算）2. 试述亚共析钢，共析钢、过共析钢的显微组织有何不同？含碳量对钢的组织及性能有何影响？答：1碳含量≈P×0.77%=59%×0.77%≈0.45%此钢相当于45钢2答：①亚共析钢：0.0218%< w c <0.77%，室温组织：铁素体和珠光体；②共析钢：w c =0.77%，室温组织：珠光体；③过共析钢：0.77%< w c≤2.11%，室温组织：珠光体和二次渗碳体钢中碳的质量分数＜0.9%时，随着碳的质量分数的增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这是因为钢中的渗碳体量增多（或从组织角度说：钢中珠光体量增多）；当钢中碳的质量分数＞0.9%时，随着碳的质量分数的增加，钢的硬度继续升高，塑性、韧性继续下降，因钢中渗碳体量增多，且形成较完整的网状，分布在珠光体晶界上，所以，钢的强度随着下降。
实验五铁碳合金平衡组织观察一、实验目的：1. 了解典型成份的铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。
2. 分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成份、组织和性能之间的相互关系。
二、实验原理：1. 铁碳合金平衡状态图铁碳合金的平衡组织是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。
可以根据铁碳相图（如图5-1所示），来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织。
图5-1 Fe －Fe 3C 相图铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁，其室温组织是由铁素体和渗碳体这两个基本相所组成，由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量，析出条件及分布均有所不同，因而呈现各种不同的形态。
2. 铁碳合金在室温下的组织不同成份的铁碳合金在室温下的显微组织见表5-1。
实验5 Fe-C合金的平衡组织观察
亚共晶白口铸铁
含碳量﹤4.Biblioteka ％亚共晶白口铁室温显微组织 （250×） 黑色枝晶状的珠光体和斑点状莱氏体
共晶白口铸铁
含碳量为4.3％
25μ
珠光体呈暗黑色细条或斑点状，共晶渗碳体呈亮白色
过共晶白口铸铁
含碳量﹥4.3％
（Ld’+Fe3CI）
80μ
在暗色斑点状的莱氏体基本上分布着亮白色的粗大条片状的一次渗碳体
三、实验原理
碳钢合金的显微组织是研究钢铁材料性能的 基础。 碳钢合金平衡状态的组织是指合金在极为缓 慢的冷却条件下（如退火状态）所得到的组 织，其相变过程均按相图进行，因此可以根 据相图来分析碳钢合金的平衡组织。
铁碳合金相图
A 温 度 1400 ℃ 1200
1000
γ ＋α
B
L＋ γ
L＋Fe3C
G P Q
P ＋F
γ S
γ ＋Fe3CII
E
γ ＋Ld＋Fe3CII
C
Ld＋Fe3CI
D F
800 600 400 200
K
α
P＋Fe3CII
P＋Ld’＋Fe3CII
Ld’＋Fe3CI
Fe
1
2
3
4
5
6
6.69
C% Fe-Fe3C相图
含碳量小于2.11％的合金为碳钢，含碳量大 于2.11％的合金为白口铸铁。所有碳钢和白 口铸铁在室温下的组织均有铁素体（Fe）和 渗碳体（Fe3C）这两个基本相所组成。只是 因含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量 及分布形态有所不同，因而呈不同的组织形 态。
实验五 Fe-C合金的平衡组织观察
孙瑞雪
一、实验目的
材料科学实验-非平衡组织观察分析实验小报告
非平衡组织观察分析实验小报告
实验目的：
1. 了解钢的热处理工艺：退火、正火、淬火、回火；
2. 了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对热处理后组织的影响；
3. 观察分析碳钢热处理后的显微组织。
实验内容：
观察分析碳钢热处理后的显微组织，并采集图像、添加标尺。
实验结果：
45钢860°C气冷索氏体+铁素体
组织特征：细小黑色片层状索氏体和白色的铁素体镶嵌分布
45钢860°C油淬马氏体+屈氏体
组织特征：针状马氏体晶粒呈块状，晶界处夹杂黑色的片层状屈氏体45钢860°C水淬马氏体
组织特征：马氏体呈黑色针状
45钢860°C水淬+600°C回火回火索氏体
组织特征：片层的白色铁素体与渗碳体（被腐蚀呈黑色）的双相混合组织T12钢760°C球化退火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体
组织特征：黑色针状马氏体上均匀分布的球状白色碳化物的组织
T12钢780°C水淬+200°C回火球化体
组织特征：层片状珠光体上均匀镶嵌球状的白色渗碳体T12钢1100°C水淬马氏体+残余奥氏体
组织特征：黑色羽毛状。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.1.1 板条马氏体
板条马氏体也称低碳马氏体， 其含碳量一般不高于0.2%。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
•
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.1.2 高碳马氏体
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
•马氏体的形成
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平 衡组织观察
2020/12/11
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
一、实验目的
1. 熟悉碳钢的几种典型热处理组织的形 态及特征。
2. 了解热处理工艺对钢的组织和性能的 影响。
3、观察分析碳钢的典型非平衡组织。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
二、概述
钢的组织决定钢的性能，改变钢的组织 的主要手段是通过热处理工艺来控制钢 的加热温度和冷却过程，得到所希望得 到的组织。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.3.2
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.3.3 高温回火
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
三、实验内容
1. 观察认识碳钢淬火后的组织形貌特 征，并绘制其组织。 2.观察认识碳钢等温淬火后的组织形貌 特征，并绘制其组织。 3.观察认识碳钢淬火后不同温度回火的 组织形貌特征，并绘制其组织。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
钢的连续冷却转变
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.1钢的马氏体转变 把钢加热到奥氏体温度以上，
经过一段时间的保温后，以高于临 界冷速的速度冷却，得到马氏体。 临界冷速是得到完全马氏体的最低 冷速。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.2 钢的贝氏体转变
贝氏体是等温转变得到的组 织。贝氏体是铁素体和渗碳体的两 相混合物，常见的贝氏体有上贝氏 体B上、下贝氏体B下、粒状贝氏体 无碳贝氏体。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.2.1 上贝氏体
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
四、实验报告及要求
1.写出实验目的及内容。 2.按要求画出所观察的组织的显微特征。 3.分析45钢780度加热水冷与860度加热
油冷的组织区别。
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/11
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.3.1低温回火组织
低温回火组织称为回火马氏体， 马氏体的形态和淬火马氏体相比没明 显变化，但由于碳化物的析出，原马 氏体变得比原来更容易侵蚀而显五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.2.3 粒状贝氏体
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
第五次实验碳钢的非平衡组织观察
2.3 钢的回火
马氏体是碳在α中的过饱和固溶 体，是一种亚稳定组织，一般都需要 经过回火后才能使用。