淬火回火组织
回火中组织变化.
淬火钢回火时组织和性能的变化
80～200℃，发生马氏体的分解
由淬火M中析出薄 片状细小的ε碳化物, 使M中碳的过饱和 度降低，通常把这 种过饱和α+ε碳化物 的组织称为回火马 氏体（M回）。在显 微镜下观察呈黑色 针叶状。
回火马氏体
淬火钢回火时组织和性能的变化
200～300℃发生残余奥氏体分解
残余奥氏体完 全分解为过饱 和的α+ε碳化 物的混合物， 这种组织与马 氏体分解的组 织基本相同。 组织为M回。
回火马氏体
淬火钢回火时组织和性能的变化
300～400℃，发生碳化物的转变 马氏体分解完成，过饱和的α中的含碳量达饱和 状态，M→F，但这时的铁素体仍保持着马氏体 的针叶状外形，这பைடு நூலகம்ε碳化物转变为极细的颗粒 状的渗碳体。 这种由针叶状F和极细粒状渗碳体组成的机械混 合物称为回火托氏体（T回）。
回火托氏体
淬火钢回火时组织和性能的变化
400℃以上，发生渗碳体的长大与固溶体再结晶
400℃以上粒状渗碳体将逐渐聚集长大，α相 开始回复，500℃以上时发生再结晶，从针 叶状转变为多边形的粒状，同时粒状渗碳体 聚集长大成球状，即在500℃以上（500650℃）得到由粒状铁素体+球状Fe3C组成 的回火组织——回火索氏体。（S回）
淬火钢回火时组织转变介绍
淬火钢回火时组织转变介绍淬火钢回火是一种常见的热处理工艺，通过控制加热和冷却过程中的温度和时间，可以改善淬火后的钢材组织和性能。
淬火后的钢材通常具有硬度高、脆性大等特点，回火处理可以使其获得一定的韧性和塑性，提高其综合性能。
淬火钢回火的基本原理是通过加热淬火后的钢材到一定温度，然后进行恒温保温一段时间，最后再进行冷却。
在这个过程中，钢材的组织会发生转变，主要表现为马氏体分解、析出出现和晶粒长大。
以下将详细介绍这些组织转变的过程。
淬火后的钢材主要为马氏体，而马氏体是一种脆性组织，回火时需要改变其组织形态。
在回火过程中，钢材受热到一定温度，马氏体开始分解成为一种较为稳定的组织形态，称为回火组织。
回火组织主要由贝氏体、残余奥氏体和回火渗碳体组成。
其中，贝氏体是一种具有韧性和塑性的组织，可以提高钢材的韧性。
残余奥氏体主要是未完全转变的马氏体，其含有适量的碳和合金元素，也具有一定的韧性和塑性。
回火渗碳体是在回火温度下，一部分由马氏体转变而来，富含碳元素，具有一定的韧性。
在回火过程中，马氏体析出出现也是重要的组织转变现象。
大部分马氏体靠较高的回火温度和长时间的回火使其尽量析出出现，以增加钢材的韧性。
马氏体析出的主要方式有两种：一种是基于长时间回火，由于较高温度使马氏体逐渐转变为贝氏体和残余奥氏体，从而使马氏体开始析出出现；另一种是基于高回火温度和短时间回火，使马氏体内部的残余奥氏体转变为贝氏体，从而使马氏体开始析出出现。
无论是哪种方式，都可以通过在适当的时间和温度下进行回火处理来增加马氏体的析出出现，提高钢材的韧性。
晶粒长大是淬火钢回火过程中的另一种组织转变。
在淬火过程中，钢材的晶粒会因快速冷却而变小，而小晶粒往往与碳化物结合更紧密，导致材料更加脆性。
回火时，由于较高的温度和较长的时间，晶粒开始重新长大，形成较大的晶粒。
较大的晶粒可以形成多个晶界，使得材料更加具有韧性。
总结起来，淬火钢回火时组织转变主要包括马氏体分解、马氏体析出出现和晶粒长大。
淬火钢回火时的组织转变
3 残余奥氏体的转变
200~300℃范围属于回火的第二阶段。在这个阶段，将发生残余奥氏体的
分解。含碳量w（C）低于0.4%的钢淬火后不出现残余奥氏体，故不存在残余奥 氏体的分解转变问题。含碳量w（C）大于0.4%的钢淬火后可能得到马氏体和残
余奥氏体。残余奥氏体或者在较高温度范围内（下贝氏体转变区）转变为下贝氏 体；或者在Ms点以下较低温度范围内转变为马氏体。
含碳量w（C）低于0.2%的板条马氏体在100~ 200℃之间回火时没有ε碳化物的
析出，C原子仍然偏聚在位错线附近。这是由于C原子偏聚的能量状态低于析出 碳化物的能量状态。当回火温度高于200℃时，才有可能通过单相分解析出碳化 物，使a基体中的碳含量降低。
2.3 中碳钢马氏体的分解
中碳钢在正常淬火时得到低碳板条位错马氏体与高碳片状孪晶马氏体的混合组织， 故回火时也兼具低碳马氏体与高碳马氏体的分解特征。
• 回火第一阶段转变后，钢的组织由过饱和度 降低了的a固溶体和高度弥散分布、与母相a 保持共格联系的ε亚稳碳化物组成，这种组 织称为回火马氏体。
• 体心立方马氏体的含碳量与淬火钢的原含碳 量无关，如前所述，均为
w(C)0.25%~0.30%。
图7 不同碳含量马氏体回火时碳浓度的变化
图8 w(C)1.84%高碳马氏体回火时三种碳化物的析出范围
图4 Fe-15Ni-1C马氏体150℃×lh回火后ε-FexC的TEM照片
2.1 高碳马氏体的分解——(1) 高碳马氏体的双相分解
(a) (a)
(b) (b)
图5 图马1氏1.1体5 双马相氏分体双解相示分意解图示意图
((cc) )
图6图马11氏.16体马双氏相体分双解相时分碳解的时分碳布的分布
钢的淬火和回火
对于共析钢和过共析钢，淬火温度为Ac1+ （30-50）℃。共析钢淬火后的组织为马氏体 和少量残余奥氏体。过共析钢由于淬火前经过 球化退火，因而淬火后组织为细马氏体加颗粒 状的渗碳体和少量残余奥氏体，如下图所示。 分散分布的颗粒状渗碳体对提高钢的硬度和耐 磨性有利。如果将过共析钢加热到Accm以上， 则由于奥氏体晶粒粗大，含碳量提高，使淬火 后马氏体晶粒也粗大，且残余奥氏体量增多， 这将使钢的硬度、耐磨性下降，脆性和变形开 裂倾向增加。
淬透性的应用
力学性能是机械设计中选材的主要依据，而钢 的淬透性又直接影响其热处理后的力学性能。 因此，在选材时，必须对钢的淬透性有充分的 了解。
图为两种淬透性不同的钢制成相同的轴经调质处理后， 其力学性能的比较。高淬透性的钢的整个截面都是回火索 氏体组织，力学性能均匀，强度高，韧性好。低淬透性钢 的心部组织为片状索氏体加铁素体，韧性差。
淬火方法
采用适当的淬火 方法可以弥补冷 却介质的不足， 常用的淬火方法 如图所示。
1）单介质淬火方法
将加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬 火方法。如水淬和油淬都属于这种方法。该方 法操作简单，易实现机械化，应用较广。
2）双介质淬火
是指将工件先在一种冷却能力较强的介质中 冷却，避免珠光体转变，然后转入另一种冷却 能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。常 用的方法是水淬油冷或油淬空冷。其优点是冷 却比较理想，缺点是第一种介质中停留时间不 易控制，需要有实践经验。该方法主要用于形 状复杂的碳钢工件及大型合金钢工件。
温 度
Ac3
Ar1
时间
3. 控制马氏体组织形态的热处理
低碳马氏体淬火 中碳钢高温淬火 高碳钢低温短时加热淬火 低碳合金钢复合组织淬火
关于对淬火与回火的认识
关于对淬火与回火的认识1、淬火基本知识1.1 、淬火的定义淬火就是把钢件加热到临界点Ac1 或Ac3 以上，经保温快速冷却，使得奥氏体转变成为马氏体的热处理工艺。
1.2 、淬火加热温度加热温度以钢的相变临界点为依据，加热时要形成细小、均匀奥氏体晶粒，淬火后获得细小马氏体组织。
亚共析钢加热温度为Ac3温度以上30〜50C。
高温下钢的状态处在单相奥氏体（A）区内，故称为完全淬火。
若亚共析钢加热温度高于Ac1、低于Ac3温度，，即为不完全（或亚临界）淬火，常温组织不能完全奥氏体化，则高温下部分先共析铁素体未完全转变成奥氏体，降低钢的硬度；加热温度过高，奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大的马氏体组织，使脆性增大，且淬火时工件易变形甚至产生淬火裂纹。
过共析钢加热温度为Ac1温度以上30T〜50 C。
这温度范围处于奥氏体与渗碳体（A+C）双相区。
因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织。
这些组织状态具有高硬度和高耐磨性。
对于过共析钢，若加热温度过高，先共析渗碳体溶解过多，甚至完全溶解，则奥氏体晶粒将发生长大，奥氏体碳含量也增加。
淬火后，粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加，微裂纹增多，零件的变形和开裂倾向增加；由于奥氏体碳浓度高，马氏体点下降，残留奥氏体量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。
1.2.1 合金钢①对含有阻碍奥氏体晶粒长大的强碳化物形成元素（如钛、铌等），淬火温度可以高一些，以加速其碳化物的溶解，获得较好的淬火效果。
②对含有促进奥氏体晶粒长大的元素（如锰等），淬火加热温度应低一些，以防止晶粒粗大。
1.3、淬火冷却1.3.1、理想冷却理想冷却是指工件在冷却过程中，希望其在冷却时保证在C曲线的弯曲处（鼻型区域处）的冷却速度大于临界冷却速度（保证工件能完成马氏体转变的最低速度），防止奥氏体发生珠光体或贝氏体转变。
而在其他温度范围，冷却速度应该慢些，尤其是在马氏体转变温度期间（Ms—Mf之间）则尽可能慢些，以保证工件能完成马氏体转变而淬硬。
淬火与回火
一、钢的淬火淬火就是把钢加热到临界温度（Ac1或Ac3以上），保温一定时间使之奥氏体化后快速冷却从而获得马氏体组织的热处理工艺。
（一）淬火工艺1. 淬火加热碳钢的淬火加热温度可利用Fe－Fe3C相图来选择对于亚共析钢：℃；共析钢和过共析钢：℃。
根据淬火加热温度的不同，钢的淬火可分为完全淬火和不完全淬火。
所谓完全淬火就是将钢加热成为单一奥氏体后冷却；若加热到部分成为奥氏体后冷却则称为不完全淬火。
亚共析钢选择以上30～50℃的完全淬火可获得均匀细小的马氏体组织。
但淬火加热温度不能高于太高，否则会得到粗大的马氏体组织，恶化钢的性能；若加热温度低于，淬火组织中将出现铁素体，造成淬火钢强度、硬度不足。
近年来研究发现，采用将亚共析钢加热到以下5～10℃的亚温淬火工艺，使淬火组织中出现少量细小均匀分布的铁素体，可提高钢的强韧性，而且降低钢的韧脆转变温度。
对于过共析钢，选择以上30～50℃的不完全淬火，这是因为如果淬火加热温度过高，甚至高于，则会得到粗大的马氏体组织，增大淬火开裂的倾向；而且淬火后钢中残余奥氏体量将增多，降低硬度和耐磨性。
但过低则可能得到非马氏体组织，硬度达不到要求。
对于合金钢来说，它们的淬火加热温度可以比碳钢稍高一些，一般为AC3+30~50℃或AC1+50~100℃。
加热时间（τH）为升温加上保温时间，可根据经验或配合实验确定，也可参考热处理手册。
淬火所用的加热设备主要有箱式电阻炉（或煤气炉）、可控气氛炉（渗碳、渗氮、碳氮共渗等）、真空加热炉、盐浴炉等。
2. 淬火冷却淬火要得到马氏体，淬火冷却介质的冷却速度就必须大于临界淬火速度（vk），而快冷势必要造成很大的内应力，这就会引起钢件的变形和开裂。
如何使工件既能获得马氏体又能减小变形和避免裂纹呢？可从两个方面入手，其一是选择一种比较理想的淬火冷却介质；其二就是选择合适的淬火方法。
（1）淬火冷却介质图4-39 为钢的理想淬火冷却速度曲线。
在“鼻子”附近（650～550℃）快速冷却，而在这以上或以下温度并不需要快速冷却，尤其在300～200℃以下发生马氏体转变时反而希望冷却缓慢些，以防止淬火变形和开裂。
淬火和回火原理
淬火和回火原理淬火和回火是金属材料热处理过程中常用的两个工艺，它们具有重要的意义和作用。
下面将详细介绍淬火和回火的原理和过程。
一、淬火淬火是指将金属材料加热到适当温度，然后迅速冷却至室温或较低温度的热处理过程。
淬火主要通过改变材料组织结构和性能来达到增强材料硬度和强度的目的。
淬火原理包括以下几个方面：1.马氏体转变：金属材料在加热到一定温度时，会发生马氏体转变。
具体来说，当金属加热到淬火温度以上（通常为材料的临界温度），母体组织会发生相变，形成马氏体组织。
马氏体具有高硬度和脆性的特点，可以增强材料的硬度和强度。
2.残余应力：淬火过程中由于材料内部由于温度的突然变化，会形成内部应力。
这些残余应力能够增加材料的硬度和强度，但也容易导致材料脆性和开裂。
3.相变速率：淬火过程中冷却速率非常快，会影响相变的形态和组织结构。
冷却速率快，会产生较细小的马氏体组织，有利于提高材料的硬度和强度。
淬火工艺一般包括加热、保温、冷却三个阶段。
加热阶段是将材料加热到适当温度，使其达到马氏体转变的条件。
保温阶段是让材料在加热温度下保持一定时间，以保证组织改变的发生。
冷却阶段是将材料迅速冷却至室温或较低温度，使其形成马氏体组织。
二、回火回火是指将淬火后的材料加热到适当温度，然后缓慢冷却到室温的热处理过程。
回火主要是为了调整淬火后的硬度和强度，降低材料的脆性，并提高其韧性和可加工性。
回火原理包括以下几个方面：1.马氏体转变逆过程：回火过程中，马氏体组织会发生相变，部分马氏体转变为贝氏体和/或余氏体。
这些相变会导致材料硬度和强度的降低，同时增加材料的韧性和可塑性。
2.降低残余应力：回火过程中，由于温度变化较慢，能够缓解材料内部的残余应力，减少材料的脆性和开裂倾向。
3.组织恢复：回火过程中，材料的组织会发生恢复和再结晶，使其变得更加均匀和稳定。
这有利于提高材料的韧性和可加工性。
回火工艺一般包括加热、保温、冷却三个阶段。
加热阶段是将材料加热到适当温度，使其发生相变和组织改善。
60si2mn正常退火,淬火后,淬火加中温回火后的组织
60si2mn正常退火,淬火后,淬火加中温回火后的组织60Si2Mn是一种碳素弹簧钢，因其拥有较高的弹性模量和屈服强度，被广泛应用于机械制造业。
在生产过程中，60Si2Mn的良好性能取决于钢材的热处理。
本文将详细介绍60Si2Mn正常退火、淬火、淬火加中温回火后的组织情况，并对其在实际应用中的意义进行分析。
正常退火60Si2Mn在经过正常退火处理后，其组织呈珠光体加少量的珠光体+渗碳体的复合组织。
此时，钢材中的碳元素以铁素体和珠光体的形式存在，从而提高了60Si2Mn的韧性和塑性。
因此，正常退火可以使60Si2Mn在使用过程中不易出现变形、开裂等问题。
但是，正常退火后的60Si2Mn强度较低，无法满足更高强度要求的应用领域。
淬火60Si2Mn在淬火处理后，其组织呈马氏体组织，因其硬度高、强度大，被广泛应用于机械制造领域。
在淬火过程中，60Si2Mn的组织发生了冷却残余应力，从而可以提高其抗弯曲和抗疲劳能力。
但是，淬火过程中容易出现开裂、变形等问题，因此需要注意淬火后的钢材的保温、热处理温度、淬火介质等参数的控制。
淬火加中温回火对于经过淬火处理的60Si2Mn，为了保证钢材的强度和韧性兼备，需要再进行中温回火处理。
此时60Si2Mn的组织主要为马氏体+残留奥氏体的复相组织。
加热至250-300℃，并在此温度下静置2小时左右，可以提高60Si2Mn的韧性和塑性。
中温回火后60Si2Mn的强度适中、延展性好，能够满足较高强度要求的应用领域。
综上所述，60Si2Mn的热处理过程对其性能的影响很大。
通过正常退火、淬火和淬火加中温回火的处理方式，可以调整60Si2Mn的组织结构，从而满足不同应用领域的需求。
在实际应用中，需要根据具体要求进行热处理，以达到最佳效果。
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普通灰口铸铁
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17
铸铁的显微组织
2、球墨铸铁
---石墨呈球状。
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18
球墨铸铁2009.4 Nhomakorabea19
铸铁的显微组织
3、可锻铸铁
---石墨呈团絮状。
2009.4
20
可锻铸铁
2009.4
21
几种常用有色金属的显微组织
1、 铝合金（ZL102）
（1）未变质处理
实验四 常用金属材料的显微组织 实验目的
1、观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的
显微组织。
2、分析这些金属材料的组织和性能的关系。
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1
几种常用合金钢的显微组织
1、低合金钢：合金元素总量小于5%。
---相图发生了一些变化，但其平衡状态的
显微组织与碳钢没有本质的区别。 ---热处理后的显微组织仍可借助C曲线来 分析。除了Co元素之外，合金元素都使 C曲线右移。
5
高速钢（W18Cr4V）铸态组织
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几种常用合金钢的显微组织
2、高速钢 ( W18Cr4V )
锻造退火组织：索氏体+碳化物。
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高速钢（W18Cr4V）锻造退火组织
2009.4
8
几种常用合金钢的显微组织
2、高速钢 ( W18Cr4V )
淬火组织：马氏体+碳化物+残余奥氏体。
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实验内容及步骤
1、在显微镜下观察实验室所提供的样品。 2、应结合相图和热处理工艺来分析其组织。 3、画出所观察试样的显微组织图。画组织图 时应抓住组织形态的特点，画出典型区
域的组织。
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实验报告要求
1、写出实验目的。 2、画出所观察的组织，并注明材料名称、
处理状态、浸蚀剂和放大倍数，并将组
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几种常用合金钢的显微组织 GCr15钢
工艺：球化退火→ 840℃油淬+低温回火
组织：回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏
体。
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3
GCr15钢
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4
几种常用合金钢的显微组织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
铸态组织：鱼骨状共晶碳化物+共析体+ 马氏体。
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30
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31
双相黄铜为（H62）
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几种常用有色金属的显微组织
3、轴承合金（ZChSnSb11-6）
--- 是一种滑动轴承合金 --- 组织：α固溶体+β´方块状+Cu6Sn5放射状。
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34
轴承合金（ZChSnSb11-6）
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高速钢（W18Cr4V）淬火组织
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10
几种常用合金钢的显微组织
2、高速钢 ( W18Cr4V )
淬火回火组织：回火马氏体+颗粒状碳化物
+少量残余奥氏体。
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11
高速钢（W18Cr4V）淬火回火组织
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12
几种常用合金钢的显微组织
3、不锈钢（1Cr18Ni9）
铸造后的组织：共晶体 （ α +Si粗）
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铝合金（ZL102）未变质处理
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几种常用有色金属的显微组织 1、 铝合金（ZL102）
（2）变质处理
变质后的组织：初晶α+共晶体 （ α +Si细）
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铝合金（ZL102）变质处理
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织组成物名称以箭头引出标明。
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THE END
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几种常用有色金属的显微组织 2、 铜合金: 黄铜（Cu-Zn合金）
（1）单相黄铜 （H70）
变形退火后组织：单相α固溶体
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单相黄铜 （H70）
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几种常用有色金属的显微组织
2、 铜合金---黄铜（Cu-Zn合金）
（2）双相黄铜为（H62） 铸态组织：α亮白色+β´暗黑色
固溶处理：1050~1100℃水冷 组 织：单相奥氏体。
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13
不锈钢（1Cr18Ni9）固溶处理组织
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铸铁的显微组织 铸铁----白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁 灰口铸铁的组织：钢基体+石墨
1、普通灰口铸铁
2、球墨铸铁 3、可锻铸铁
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铸铁的显微组织 1、普通灰口铸铁