钢的热处理及其对组织和性能的影响
碳钢的热处理工艺对组织和性能的影响
韧性
韧性随含碳量的增加而降 低，低碳钢具有较好的韧 性。
影响因素及变化规律
01
含碳量
含碳量是决定碳钢组织和性能的主要因素，随着含碳量的增加，钢的强
度和硬度提高，但塑性和韧性降低。
02 03
热处理工艺
通过不同的热处理工艺可以改变碳钢的组织结构，从而获得不同的力学 性能。例如，淬火可以提高钢的硬度和强度，但会降低韧性；回火可以 消除淬火应力，提高韧性和塑性。
正火
将金属加热到临界温度以上，保温一定时间后空 冷，以获得细化的珠光体组织，提高强度和硬度 。
回火
将淬火后的金属加热到Ac1以下某一温度，保温 一定时间后冷却，以消除内应力和脆性，提高韧 性和塑性。
热处理在碳钢加工中的应用
改善切削加工性能
通过退火或正火处理，消除碳钢 内应力，细化晶粒，提高切削加 工性能。
06
热处理工艺优化与改进方向
Chapter
新型热处理技术发展趋势预测
真空热处理技术
真空环境下进行热处理，可减少氧化、脱碳等表 面缺陷，提高材料性能。
等离子热处理技术
利用高温等离子体对材料进行快速加热和冷却， 实现高效、环保的热处理过程。
激光热处理技术
通过高能激光束对材料进行局部加热和快速冷却 ，实现高精度、高质量的热处理。
组合。
回火温度和时间
回火可以降低淬火钢的硬度，随着 回火温度的升高和时间的延长，硬 度逐渐降低。
合金元素
合金元素可以改变钢的淬透性和回 火稳定性，从而影响硬度。
韧性改善方法与效果评估
细化晶粒
通过细化晶粒可以提高钢的韧性，如采用正火、退火等工艺。
降低内应力
低碳钢热处理
低碳钢热处理引言：低碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的可塑性、可焊性和可加工性等特点。
然而，在使用过程中，低碳钢往往需要进行热处理，以改善其力学性能和耐磨性。
本文将探讨低碳钢的热处理过程及其对材料性能的影响。
一、低碳钢的热处理方法低碳钢的热处理方法主要包括退火、正火和淬火等。
这些方法通过加热和冷却的方式改变钢材的组织结构，从而使其具有更好的力学性能。
1. 退火退火是将低碳钢加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。
退火可以消除材料中的应力，提高钢材的塑性和韧性。
在退火过程中，低碳钢的晶粒会长大，晶界清晰，从而提高了材料的延展性和强度。
2. 正火正火是将低碳钢加热到适当温度，然后迅速冷却的过程。
正火可以使钢材的组织更加致密，提高硬度和强度。
正火后的低碳钢具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
3. 淬火淬火是将低碳钢加热到临界温度，然后迅速冷却的过程。
淬火可以使钢材的组织变为马氏体，从而使其具有更高的硬度和强度。
淬火后的低碳钢通常用于制作刀具和机械零件等要求高强度和耐磨性的产品。
二、低碳钢热处理对材料性能的影响低碳钢的热处理过程可以显著改善其力学性能和耐磨性。
具体影响如下：1. 提高硬度和强度正火和淬火可以使低碳钢的硬度和强度显著提高。
通过合理的热处理工艺，可以使低碳钢达到适当的硬度，满足不同工程需求。
2. 提高耐磨性淬火后的低碳钢具有良好的硬度和耐磨性，适用于制作耐磨零件。
淬火过程中形成的马氏体结构可以提高钢材的耐磨性和耐蚀性。
3. 改善塑性和韧性退火过程可以消除低碳钢中的应力，提高其塑性和韧性。
退火后的低碳钢具有良好的延展性和冲击韧性，适用于冷加工和成形加工。
4. 改善加工性能热处理可以改善低碳钢的加工性能，使其更容易加工和成形。
通过合理的热处理工艺，可以降低加工难度和成本。
结论：低碳钢的热处理是一种有效的方法，可以改善钢材的力学性能和耐磨性。
退火、正火和淬火等热处理方法可以使低碳钢具有更好的塑性、硬度和耐磨性。
45钢的热处理
45钢的热处理45钢是一种常用的工程材料，它具有优异的机械性能和耐磨性，在工业领域得到广泛应用。
热处理是一种常见的钢材加工工艺，通过改变钢材的组织结构和性能，来满足不同的使用要求。
本文将探讨45钢的热处理过程及其对钢材性能的影响。
热处理是利用加热和冷却过程来改变钢材的组织结构和性能的过程。
45钢的热处理通常包括退火、正火和淬火三个主要过程。
首先是退火过程。
退火是将45钢加热至一定温度，然后缓慢冷却至室温的过程。
通过退火，可以消除钢材内部的应力，提高钢材的塑性和韧性。
此外，退火还可以改善45钢的加工性能，降低加工难度。
接下来是正火过程。
正火是将退火后的45钢加热至适当温度，然后迅速冷却至室温的过程。
正火可以使钢材的硬度得到适度提高，提高钢材的强度和硬度，同时保持一定的韧性。
正火过程中的冷却速度相对较慢，能够使钢材的组织结构得到均匀细小化，提高钢材的综合性能。
最后是淬火过程。
淬火是将已经正火过的45钢迅速冷却至室温以下的过程。
淬火能够使钢材的硬度大幅提高，但也会降低钢材的韧性。
淬火的冷却速度非常快，可以使钢材的组织结构变得致密，形成硬质组织，提高钢材的耐磨性和抗变形能力。
通过以上三个热处理过程，45钢的性能可以得到显著改善。
退火可以提高钢材的塑性和韧性，使其更易于加工和成形。
正火可以提高钢材的强度和硬度，同时保持一定的韧性。
淬火可以使钢材的硬度大幅提高，提高钢材的耐磨性和抗变形能力。
除了上述三个主要的热处理过程，还有一些其他的辅助热处理工艺可以应用于45钢。
其中包括回火、表面改性等。
回火是将淬火后的钢材加热至适当温度，然后缓慢冷却的过程。
回火可以降低淬火后钢材的脆性，提高钢材的韧性。
表面改性是通过在45钢表面形成一层硬质化合物或涂层，提高钢材的耐磨性和抗腐蚀性能。
热处理是改善45钢性能的有效方法。
通过退火、正火和淬火等热处理过程，可以使45钢达到理想的硬度、强度和韧性的平衡，满足不同工程应用的要求。
基于热处理对45钢组织和性能的影响
基于热处理对45钢组织和性能的影响热处理是一种常见的金属加工方法，它通过在一定温度范围内加热和冷却材料，从而改变材料的组织和性能。
对于45钢这种低合金钢材，热处理可以显著改善材料的强度、硬度和韧性等性能，从而使其适用于不同的工程应用。
首先，热处理对45钢的组织有着重要的影响。
45钢在正常状态下的组织主要为珠光体和少量的渗碳体。
经过热处理，可以通过加热至一定温度再快速冷却来改变材料的组织结构。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等。
退火是将45钢加热至高温，然后缓慢冷却，从而使组织转变为软化的珠光体。
这种组织具有优异的延展性和韧性，适用于需要高塑性和可变形性能的应用，例如冲压加工和焊接。
正火是将45钢加热至临界温度，然后迅速冷却，使组织转变为硬质和脆性的马氏体。
这种组织在硬度和强度方面具有很高的水平，适用于需要抗磨、抗压和切削性能的应用，如刀具和机械零件。
淬火是将45钢加热至临界温度，然后迅速冷却到室温，使组织转变为马氏体。
这种组织在硬度、强度和耐磨性方面具有优势，但也具有较高的脆性。
淬火适用于需要高硬度和耐磨性的工具和表面处理材料。
回火是在淬火后，将45钢再次加热至较低的温度，然后缓慢冷却，以减轻淬火过程中产生的内应力和脆性。
回火后，组织将发生转变，马氏体中的碳化物将分解成细小的颗粒，并与残留的马氏体结合，从而提高材料的韧性和可靠性。
除了对组织的影响外，热处理还可以显著改善45钢的性能。
通过热处理，可以提高45钢的强度、硬度和韧性。
正火和淬火可以显著提高45钢的硬度和强度，而回火可以提高45钢的韧性和可靠性。
此外，热处理还可以改善45钢的耐蚀性能。
热处理过程中，材料表面会形成一层氧化层，从而减少与外界氧气、水分和其他腐蚀介质的接触，提高材料的耐腐蚀性能。
总之，热处理对45钢的组织和性能具有显著的影响。
通过合理选择和控制热处理参数，可以得到满足不同工程应用要求的材料性能。
热处理是一种重要的金属加工方法，可以广泛应用于钢材和其他金属材料的制造和加工过程中，从而提高材料的性能和可靠性。
热处理对Cr12钢组织与性能的影响
热处理对Cr12钢组织与性能的影响
开题报告中（本课题研究方案及工作计划，可以根据自己思路编写）。
1、研究方案
(1) 将Cr12钢加工成20mm×10mm×10mm.尺寸。
(2) 对Cr12钢试样进行淬火处理，加热温度分别为850℃、950℃、980℃、1040、1100℃、1150℃，保温10min，测定硬度和冲击韧性，确定出具有最佳性能的温度参数。
(3) 对淬火后试样进行不同温度的回火处理，回火温度分别为180℃、300℃、400℃、500℃、550℃、600℃，保温时间为10min，测定硬度和冲击韧性，确定出具有最佳性能的回火温度参数。
(4) 制备金相试样，观察和分析淬火和回火后的组织，分析组织、硬度和冲击韧性变化机理。
并对比分析不同加热温度对Cr12钢淬火和回火组织和性能的影响。
(5) 在上述实验的基础上，根据所得的实验数据和图片，撰写一篇毕业论文。
(6) 分析Cr12钢组织和性能的变化机理是重点内容，也是难点。
通过查阅大
量资料，参考相关文献，完成该分析过程。
2、工作计划
1~2周：接受任务，查阅分析相关资料撰写开题报告，毕业设计开题报告。
3周：整理前期工作，并撰写毕业论文结构。
4~6周：准备实验材料，进行热处理实验操作。
7~9周：测定Cr12钢热处理后的组织和性能。
10~12周：分析Cr12钢热处理后的组织和性能，并撰写中期检查报告，准备中期检查。
13~15周：编写英文及中文摘要，撰写论文初稿，审查及修改论文。
16~17周：打印论文，准备毕业答辩。
热处理工艺对钢材性能的影响
热处理工艺对钢材性能的影响随着经济的发展，钢材在现代工业生产中扮演了重要的角色。
钢材是一种经过熔炼、铸造或轧制后制成的金属材料，它在工业制品中应用广泛，如汽车、建筑、机械等领域。
然而，没有合适的热处理工艺，钢材的性能无法达到各种工业应用的要求。
因此，热处理工艺对钢材性能的影响备受关注。
一、热处理工艺对钢材微观组织的影响钢材的性能取决于其组织结构，而热处理工艺可以改变钢材的组织结构。
热处理工艺分为退火、正火、淬火和回火四种。
不同的热处理工艺可以改变钢材的晶体结构、相量结构和碳含量等。
正火可以改善钢材表面的硬度，从而提高钢材的机械性能和耐磨性。
淬火可以使钢材达到最大的强度，但会导致钢材易于断裂。
回火可以降低钢材的脆性和残余应力，使其更加韧性和耐久性，但同时会降低钢材的强度和硬度。
二、热处理工艺对钢材机械性能的影响钢材的机械性能是指在一定条件下，钢材所表现出的塑性、强度、硬度、韧性等性能。
经过不同的热处理工艺，钢材的机械性能可以得到改善或降低。
例如，正火可以提高钢材的强度和硬度，淬火可以提高钢材的强度和抗磨性，回火可以降低钢材的脆性和改善其韧性和耐久性。
在实际应用中，选择合适的热处理工艺，可以使钢材的机械性能更加稳定和满足各种应用需求。
三、热处理工艺对钢材化学性质的影响钢材化学性质是指钢材中各种成分的含量和细化程度以及钢材中含有的杂质及其含量。
热处理工艺可以改变钢材的化学性质，从而影响钢材的耐腐蚀性、脆性、裂纹敏感性、磁性等性质。
例如，高温淬火可以使钢材中的铁素体转化为马氏体，从而提高钢材的硬度和强度。
但是，过高的淬火温度和时间会导致钢材中的贝氏体含量增加，使其易于出现脆裂现象。
四、热处理工艺对钢材的应用热处理工艺在钢材的应用中具有广泛的影响。
例如，热处理工艺在汽车制造领域中的应用，可以使汽车零部件具有更高的强度和耐久性，提高汽车安全性和使用寿命。
在建筑领域中的应用，热处理工艺可以使建筑材料具有更高的韧性和抗震性，提高建筑物的抗压和承重能力。
50号钢热处理
50号钢热处理导语：50号钢是一种常见的结构钢，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造等领域。
为了提高50号钢的力学性能和耐磨性，热处理是一种常用的方法。
本文将介绍50号钢的热处理工艺及其对材料性能的影响。
一、热处理的概念和作用热处理是指将金属材料加热到一定温度，然后进行冷却过程的一系列工艺。
通过控制加热温度和冷却速度，可以改变钢材的组织结构，从而改善其力学性能和耐磨性。
50号钢经过热处理后，可以获得更高的强度和硬度，提高其使用寿命和耐磨性。
二、50号钢的热处理工艺1. 预热：将50号钢加热到适当的温度，以使钢材内部温度均匀。
预热温度一般为800-900摄氏度。
2. 保温：将预热后的钢材保持在一定温度下，使其达到均匀的组织结构。
保温时间根据钢材的厚度和要求的性能而定，通常为1-2小时。
3. 空冷或快速冷却：根据需要，可以选择空冷或快速冷却的方式进行钢材的冷却。
空冷是指将钢材放置在自然环境中进行冷却；快速冷却可以通过水淬、油淬等方式进行。
4. 回火：将冷却后的钢材加热到适当温度，然后进行适当时间的保温，最后冷却至室温。
回火的目的是消除内部应力，提高钢材的韧性和塑性。
三、热处理对50号钢的影响1. 强度提高：经过热处理后，50号钢的晶粒细化，晶界清晰，内部应力得到释放，从而提高了钢材的强度。
2. 硬度增加：通过控制热处理工艺，可以使50号钢获得更高的硬度，提高其耐磨性能。
3. 韧性改善：适当的回火处理可以消除冷却过程中产生的脆性组织，提高50号钢的韧性和塑性。
4. 尺寸稳定性：热处理可以改变钢材的组织结构，减少热处理后的尺寸变化，提高50号钢的尺寸稳定性。
5. 抗腐蚀性能：热处理可以改变钢材的组织结构，提高其抗腐蚀性能，延长50号钢的使用寿命。
四、热处理中的注意事项1. 温度控制：热处理过程中，要严格控制加热和保温温度，避免温度过高或过低导致材料性能下降。
2. 冷却速度控制：冷却速度过快可能导致钢材出现开裂等缺陷，冷却过慢则可能影响材料的硬度和强度。
60si2mn 热处理
60si2mn 热处理60Si2Mn是一种常见的合金结构钢，它具有较高的强度和良好的韧性，被广泛应用于机械制造、汽车制造和船舶制造等领域。
热处理是提高60Si2Mn钢性能的重要工艺之一。
本文将介绍60Si2Mn钢的热处理工艺及其对材料性能的影响。
热处理是通过加热和冷却来改变材料的组织结构和性能的工艺。
对于60Si2Mn钢来说，常用的热处理工艺包括正火、淬火和回火。
正火是将材料加热至适当温度保持一段时间后，通过缓慢冷却使其组织结构均匀化。
淬火是将材料迅速冷却到室温以下，以获得高硬度和高强度的组织结构。
回火是在淬火后将材料加热至适当温度并保温一段时间后再冷却，旨在减轻淬火过程中产生的内应力和提高韧性。
热处理对60Si2Mn钢的性能有着显著影响。
首先，正火处理可以改善60Si2Mn钢的均匀性和内部组织结构，使其具有较好的塑性和韧性。
其次，淬火处理可以使60Si2Mn钢的组织结构变为马氏体，从而提高其硬度和强度。
然而，过快的冷却速度会导致淬火裂纹和变形等问题，因此需要控制淬火工艺参数以获得最佳的淬火效果。
最后，回火处理可以消除淬火过程中的内应力，提高60Si2Mn 钢的韧性和可塑性，从而获得更好的综合性能。
除了上述常规的热处理工艺，还可以通过微合金化、渗碳等方法对60Si2Mn钢进行特殊的热处理。
微合金化是通过添加微量的合金元素来改善钢的性能，如添加铌、钒等元素可以提高60Si2Mn钢的强度和韧性。
渗碳是将60Si2Mn钢放入含有碳的介质中进行加热处理，使其表面富碳，从而提高硬度和耐磨性。
热处理是提高60Si2Mn钢性能的重要工艺。
通过选择适当的热处理工艺和控制工艺参数，可以改变60Si2Mn钢的组织结构和性能，使其具有更好的力学性能和使用寿命。
在实际应用中，需要根据具体的工作条件和要求来选择合适的热处理方案，以获得最佳的材料性能。
同时，还需要进行相应的检测和分析，以确保热处理过程的稳定性和一致性，从而保证60Si2Mn钢的质量和可靠性。
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钢的热处理及其对组织和性能的影响一、实验目的1．熟悉钢的几种基本热处理操作（退火、正火、淬火及回火）；2．研究加热温度、冷却速度及回火温度等主要因素对碳钢热处理后性能的影响；3．观察和研究碳素钢经不同形式热处理后显微组织的特点；4．了解材料硬度的测定方法，学会正确使用硬度计。
二、实验概述钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。
加热温度、保温时间和冷却方式是热处理最重要的三个基本工艺因素。
正确合理选择这三者的工艺规范，是热处理质量的基本保证。
1.加热温度选择（1）退火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(20～30)℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至A C1＋(20～30)℃（球化退火），目的是得到球化体组织，降低硬度，改善高碳钢的切削性能，同时为最终热处理做好组织准备。
（2）正火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(30～50)℃；过共析钢加热至A Cm＋(30～50)℃，即加热到奥氏体单相区。
退火和正火加热温度范围选择见图3-1。
图1 退火和正火的加热温度范围图2 淬火的加热温度范围（3）淬火加热温度一般亚共析钢加热至A C3＋(30～50)℃；共析钢和过共析钢则加热至A C1＋(30～50)℃，加热温度范围选择见图3-2。
淬火按加热温度可分为两种：加热温度高于A C3时的淬火为完全淬火；加热温度在A C1和A C3（亚共析钢）或A C1和A CCm（过共析钢）之间是不完全淬火。
在完全淬火时，钢的淬火组织主要是由马氏体组成；在不完全淬火时亚共析钢得到马氏体和铁素体组成的组织，过共析钢得到马氏体和渗碳体的组织。
亚共析钢用不完全淬火是不正常的，因为这样不能达到最高硬度。
而过共析钢采用不完全淬火则是正常的，这样可使钢获得最高的硬度和耐磨性。
在适宜的加热温度下，淬火后得到的马氏体呈细小的针状；若加热温度过高，其形成粗针状马氏体，使材料变脆甚至可能在钢中出现裂纹。
（4）回火加热温度钢淬火后都需要进行回火处理，回火温度取决于最终所要求的组织和性能（工厂常根据硬度的要求），通常按加热温度的高低，回火可分为以下三类。
低温回火：加热温度为150℃～250℃。
其目的主要是降低淬火钢中的内应力，减少钢的脆性，同时保持钢的高硬度和耐磨性。
常用于高碳钢制的切削工具、量具和滚动轴承件及渗碳处理后的零件等。
中温回火：加热温度为350℃～500℃。
其目的主要是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。
主要用于各种弹簧热处理。
高温回火：加热温度为500℃～650℃。
其目的主要是获得既有一定的强度、硬度，又有良好的冲击韧性的综合机械性能。
通常把淬火后加高温回火的热处理称做调质处理。
主要用于处理中碳结构钢，即要求高强度和高韧性的机械零件，如轴、连杆、齿轮等。
2.保温时间的确定为了使工件内外各部分温度均达到指定温度，并完成组织转变，使碳化物溶解奥氏体成分均匀化，必须在热处理加热温度下保温一定的时间。
通常将工件升温和保温所需时间算在一起，统称为加热时间。
热处理加热时间必须考虑诸多因素，例如工件的尺寸和形状，使用的加热设备及装炉量，装炉时炉子的温度，钢的成分和原始组织，热处理的要求和目的等等。
实际工作中常根据经验大致估算加热时间。
一般规定，在空气介质中，升到规定温度后的保温时间，对碳钢来说，按工件厚度（或直径）每毫米一分钟到一分半钟估算；合金钢按每毫米两分钟估算。
在盐浴炉中，保温时间则可缩短1～２倍。
对钢件在电炉中保温时间的数据可参考表3-1。
表1 钢件在电炉中的保温时间选择参考数据3.冷却方式和方法热处理时冷却方式（冷却速度）影响着钢的组织和性能。
选择适当的冷却方式，才能获得所要求的组织和性能。
退火一般采用随炉冷却。
正火采用空气冷却，大件可采用风冷。
淬火的冷却方法非常重要。
冷却速度是钢在淬火过程中最主要的因素，它直接影响淬火产物和性能。
一方面冷却速度要大于临界冷却速度，以保证全部得到马氏体组织；另一方面冷却应尽量缓慢，以减少内应力，避免工件变形和开裂。
为了解决上述矛盾，可以采用不同的冷却介质和冷却方法，使淬火工件在奥氏体最不稳定的温度范围内(650℃～550℃)快冷，超过临界冷却速度，以防珠光体类型转变发生；而在马氏体转变区域范围内(300℃～100℃)，则冷却减慢，以减少淬火工件产生的应力。
理想的冷却速度如图3-3所示。
淬火介质不同，其冷却能力不同，因而工件的冷却速度也就不同。
合理选择冷却介质是保证淬火质量的关键。
对于碳钢来说，用室温的水作淬火介质通常能保证得到较好的结果。
目前常用的淬火介质和它们冷却能力见表3-2。
表2 常用的淬火介质和其冷却能力数据淬火介质冷却速度℃/秒在650～450℃区间内在200～300℃区间内水（18℃）600 270水（20℃）500 270水（50℃）100 270水（74℃）30 27010％苛性钠水溶液（18℃）1200 30010％氯化钠水溶液（18℃）110 30050℃矿物油150 304.碳钢热处理后的组织碳钢经热处理后的组织，可以是接近平衡状态（如退火、正火）的组织，也可以是不平衡组织（如淬火组织）。
因此在研究热处理后的组织时，不但要用铁碳相图，还要用钢的Ｃ曲线来分析。
铁碳相图能够说明慢冷时不同碳质量分数的铁碳合金的结晶过程和室温下的组织，计算相的质量分数。
而C曲线则能够说明一定成分的铁碳合金在不同冷却条件下的过冷奥氏体发生不同类型的转变过程及能够得到的组织。
钢从奥氏体状态经缓慢冷却后，其组织（按平衡状态看）分别由珠光体（共析钢）或铁素体＋珠光体（亚共析钢）或珠光体＋二次渗碳体（过共析钢）所组成。
但随着冷却速度的加快，则冷却后将形成各种不平衡组织。
当冷却速度不太大时，则过冷奥氏体分解形成珠光体类型的索氏体或屈氏体组织（共析钢）。
当冷却速度较快时，因过冷奥氏体来不及分解，直接形成碳在α-Fe中的过饱和固溶体，即马氏体组织。
它的强度、硬度很高，但同时使钢的塑性大大下降，并有很大的残余应力出现。
当采用等温冷却时，在中温相转变区的产物是贝氏体组织。
依据转变温度的高低，贝氏3 淬火时的理想冷却曲线示意图体又分为上贝氏体和下贝氏体两种类型。
（1）碳钢的退火和正火组织亚共析碳钢（如40钢、45钢等）一般采用完全退火，经退火后可得接近平衡状态的组织，其组织形态特征已在实验一中做过观察和分析。
过共析碳钢（如T10钢、T12钢）则采用球化退火，退火后组织中的二次渗碳体和珠光体中的渗碳体都呈球状（或粒状）。
（2）钢的淬火组织钢淬火后通常得到马氏体组织。
当奥氏体中含碳质量分数大于0.5%时，淬火组织为马氏体和残余奥氏体。
马氏体可分为两类板条马氏体和片（针）状马氏体。
（3）淬火后的回火组织回火是将淬火后的钢件加热到指定的回火温度，经过一定时间的保温后，空冷到室温的热处理操作。
回火时引起马氏体和残余奥氏体的分解。
低温回火(150～250℃)组织为回火马氏体，马氏体内析出碳化物形成回火马氏体，残余奥氏体也转变为回火马氏体。
回火马氏体易受侵蚀，组织呈暗色针状。
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。
中温回火(350～500℃)组织为回火屈氏体，它是由铁素体和粒状渗碳体组成的极细密混合物。
回火屈氏体有较好的强度，最高的弹性，较好的韧性。
高温回火（500～650℃）组织的回火索氏体，它是由粒状渗碳体和等轴形铁素体组成混合物。
回火索氏体具有强度、韧性和塑性较好的综合机械性能。
值得注意的是：回火所得到的回火索氏体和回火屈氏体与由过冷奥氏体直接分解出来的索氏体和屈氏体在显微组织上是不同的，前者中的渗碳体呈粒状而后者则为片状。
各种组织的硬度性能指标范围如下：珠光体10～20HRC，索氏体22～25HRC，屈氏体36～42HRC，马氏体62～65HRC；回火马氏体约60HRC ，回火屈氏体40～48HRC，回火索氏体25～35HRC。
5.硬度试验与硬度计的使用硬度是指金属材料抵抗比它硬的物体压入其表面的能力。
硬度越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大。
它是重要的力学性能指标之一，它与强度、塑性指标之间有着内在的联系。
硬度试验简单易行，又不会损坏零件，因此在生产和科研中应用广泛。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
所用设备为布氏硬度计。
洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后的产品性能检测。
所用设备为洛氏硬度计。
维氏硬度试验——主要用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。
所用设备为维氏硬度计。
显微硬度试验——主要用于测定金属材料的组织组成物或相的硬度。
所用设备为显微硬度计。
（1）布氏硬度试验1)原理用载荷为P的力,把直径为D的淬火钢球压入金属试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量钢球在试件表面上所压出的压痕直径d，据此计算出压痕球面积F，然后再计算出单位面积所受的力（P/F值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号 HB表示。
布氏硬度试验原理如图3-11所示。
设压痕深度为h 则压痕球面积为2(22d D D D Dh F --==ππ试样硬度值为：22(2d D D P F P HB -==π式中 P ——施加的载荷，kg 或N ；D ——压头（钢球）直径，mm ； d ——压痕直径，mm ；F ——压痕面积，mm 2。
布氏硬度值的大小就是压痕单位面积上所承受的压力。
单位为kg/mm 2或N/mm 2，但一般不标出。
硬度值越高，表示材料越硬。
实验室只要测出压痕直径d （毫米）,通过计算或查表即可得出HB 值。
由于金属材料又软又硬，工件有薄有厚，有大有小，为适应不同的情况，布氏硬度的钢球有φ2.5mm 、φ5mm 、φ10mm 三种。
载荷有15.6kg 、62.5kg 、187.5kg 、250kg 、750kg 、1000kg 、3000kg 七种。
当采用不同大小的载荷和不同直径的钢球进行布氏硬度试验时，只要能满足P/D 2为常数，则同一种材料测得的布氏硬度是相同的。
而不同材料所测的布氏硬度值也可以进行比较。
国家标准规定P/D 2的比值为30、10、2.5三种。
在试样厚度和截面大小允许的情况下，尽可能选用直径大的钢球和大的载荷，这样更易于反映材料性能的真实性。
另外，由于压痕大，测量的误差也小。
所以，测定钢的硬度时，一般规定采用Φ10mm 钢球、3000kg 的载荷、保荷时间为10秒。
试验后的压痕直径应在0.25D ﹤d ﹤0.6D 的范围之内，否则试验结果无效。
因为若d 太小，则灵敏度和准确性将随之降低；若d 太大，则压痕的几何形状不能保持相似的关系，影响试验结果的准确性。