实验三 常见钢铁材料的显微组织观察
(完整)合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织.（2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二:实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840～C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体.高速钢是一种常用的高合金工具钢.如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe-Fe3C相图中点E 大大向左移动,所以它虽然只含有w（C）=0．7%~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎.锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成（图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3）。
碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁.白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。
合金钢,铸铁,有色金属的显微组织观察实验报告
合金钢,铸铁,有色金属的显微组织观察实验报告以下是一份合金钢、铸铁、有色金属显微组织观察与分析的实验报告。
实验目的：通过观察和分析合金钢、铸铁、有色金属的显微组织，了解其组织特点，探究化学成分、制造工艺对组织的影响。
实验材料：合金钢、铸铁、有色金属样品。
实验步骤：1. 样品制备：将采购的合金钢、铸铁、有色金属样品切割成合适的形状，如薄片、条、块等。
2. 显微镜观察：将样品置于显微镜下，观察其显微组织，使用适当的染色方法增强样品的对比度。
3. 数据分析：通过对样品显微组织的观察和分析，记录其组织特点，如晶粒大小、分布、退火状态等。
4. 实验结果：根据实验数据和样品显微组织的观察结果，总结出合金钢、铸铁、有色金属的组织特点，并分析其影响因素。
实验结果：在实验中，我们观察到不同的合金钢、铸铁、有色金属样品有着不同的显微组织。
- 合金钢样品的显微组织一般为均匀的细珠光体 + 铁素体，晶粒大小均匀，未见大的退火状态差异。
- 铸铁样品的显微组织一般为球状珠光体 + 铁素体，球状珠光体约占整个组织 80% 以上，晶粒大小分布均匀，未见退火状态的明显差异。
- 有色金属样品的显微组织一般呈单相组织，晶粒大小均匀，未见退火状态的明显差异。
实验结论：通过实验结果，我们可以得出以下结论：1. 合金钢的组织特点一般为均匀的细珠光体 + 铁素体，晶粒大小均匀，未见大的退火状态差异。
2. 铸铁的组织特点一般为球状珠光体 + 铁素体，球状珠光体约占整个组织 80% 以上，晶粒大小分布均匀，未见退火状态的明显差异。
3. 有色金属的组织特点一般呈单相组织，晶粒大小均匀，未见退火状态的明显差异。
此外，我们还通过数据分析总结出了化学成分、制造工艺等对组织的影响。
例如，较高的碳含量可以提高合金钢的硬度和强度，而较高的硅含量可以提高铸铁的硬度和耐磨性。
在制造工艺方面，退火处理可以细化晶粒，改善组织均匀性，而淬火处理则可以增强金属材料的硬度和韧性。
常用金属材料的显微组织观察
工程材料学实验（常用金属材料的显微组织观察）何艳玲编写机电工程学院材料系常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。
2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、概述1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。
1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
例如16Mn淬火后为马氏体组织，40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体，如图1、2所示。
GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织，如图3所示。
图1 16Mn淬火组织图2 40Cr钢调质后的组织图3 GCr15钢淬火低温回火后组织图4 W18Cr4V淬火三次回火后的组织2)高速钢是一种常用的高合金工具钢，例如W18Cr4V。
因为它含有大量合金元素，使铁碳相图中的E点大大向左移，以致它虽然只含有0.7～0.8％的碳，但也已经含有莱氏体组织，所以称为莱氏体钢。
高速钢的铸造状态下与亚共晶白口铸铁的组织相似。
其中莱氏体由合金碳化物和马氏体或屈氏体组成。
莱氏体沿晶界呈宽网状分布，莱氏体中的碳化物粗大，有骨架状，不能靠热处理消除，必须进行锻造打碎。
锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和碳化物所组成的。
高速钢优良的热硬性及高的耐磨性，只有经淬火及回火后才能获得。
它的淬火温度较高，为1270～1280℃，以使奥氏体充分合金化，保证最终有高的热硬性。
合金钢、铸铁与有色金属的显微组织分析实验报告
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察一、实验目的
二、使用的设备仪器
三、实验方法、步骤
四、实验结果
画出下列材料的显微组织示意图，并用箭头标明示意图中所示组织的名称
材料名称：W18C
r 4V材料名称：W18C
r
4V
处理状态：退火处理状态：淬火
组织：组织：
材料名称：灰口铸铁材料名称：球墨铸铁处理状态：铸造处理状态：铸造
组织：组织：
材料名称：LY102材料名称：可锻铸铁
组织：组织：
材料名称：蠕墨铸铁材料名称：H62
处理状态：铸造处理状态：退火
组织：组织：
五、回答问题
1.根据显微组织观察，分析高速钢不同的热处理条件下其
组织特点各是什么，并说明其性能差异有哪些？
2.将灰口铸铁的组织与性能同球墨铸铁进行比较，分析它
们的组织差别和性能差别。
3.试分析变质处理对硅铝明合金的作用。
实验 合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察
(2) 观察各类成分的合金要结合相图和热处 理条件来分析应该具有的组织，着重区别 各自的组织形态特点。
(3) 认识组织特征之后，再画出所观察试样 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。
实验四 合金钢、铸铁、有色 金属的显微组织观察
一、实验目的
(1) 观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁 的显微组织。
(2) 分析这些金属材料的组织和性能的关系 及应用。
二、实验原理
1．几种常用合金钢的显微组织
图4.1 W18Cr4V钢的铸态组织
图4.2 W18Cr4V钢锻后退火组织
图4.3 W18Cr4V钢的淬火组织
图4.4 微组织
图4.5 F基体口铸铁
图4.6 P+F基体球墨铸铁 图4.7 P基体可锻铸铁
3．几种常用有色金属的显微组织
图4.8 未变质处理的硅铝明合金组织 图4.9 经变质处理后硅铝明合金组织
图4.10 单相黄铜的组织特征
图4.11 双相黄铜
三、实验内容及方法指导
四、实验报告要求
(1) 写出实验目的。 (2) 分析讨论各类合金钢组织的特点，并与
相应碳钢组织作比较，同时把组织特点与 性能和用途联系起来。 (3) 分析讨论各类铸铁组织的特点，并同钢 的组织作对比，指出铸铁的性能和用途的 特点。
钢的热处理后的组织观察与分析实验报告
钢的热处理后的组织观察与分析实验报告钢的热处理后的组织观察与分析实验报告一、实验目的1、观察热处理后钢的组织及其变化；2、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响二、实验原理（一）钢的热处理工艺钢的热处理就是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种加工工艺。
淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。
所谓淬火就是将钢件加热到 Ac 或 Ac1 以上，保温后放入放入各种不同的冷却介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理操作。
（1）淬火加热温度：根据Fe—Fe3C相图确定，如图 1 所示。
对亚共析钢，其加热温度为 Ac3 十30~50℃，淬火后的组织为均匀细小的马氏体。
如果加热温度不足( 如低于Ac3) ，则淬火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足。
对于共析钢、过共析钢其加热温度为 Ac1＋30～50℃，淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。
未溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的硬度和耐磨性。
过高的加热温度( 如高于Acm)，会因得到粗大的马氏体，过多的残余A 而导致硬度和耐磨性的下降，脆性增。
（2）回火温度：回火温度决定于要求的组织及性能。
按加热温度不同，回火可分为三类：低温回火：在 150～250℃回火，所得组织为回火马氏体。
硬度约为 HRC57～60，其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性并保持钢的高硬度。
一般用于切削工具、量具、滚动轴承以及渗碳和氰化件。
中温回火：在 350~5000C回火，所得组织为回火屈氏体，硬度约为 HRC40~48，其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。
因此它主要用于各种弹簧及热锻模。
高温回火：在 500～650~；回火，所得组织为回火索氏体，硬度约为 HRC25~35。
其目的是获得既有一定强度、硬度，又有良好的冲击韧性的综合机械性能，常把淬火后经高温回火的处理称力调质处理，因此一般用于各种重要零件，如柴油机连扦螺栓，汽车半轴以及机床主轴等。
2、保温时间的确定为了使钢件内外各部分温度均匀一致，并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，就必须在淬火加热温度下保温一定时间。
常用金属材料显微组织观察实验报告
常用金属材料显微组织观察实验报告- 图文常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。
2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。
1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。
GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。
图1、16Mn-淬火-x400马氏体16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。
16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。
加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。
但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。
图2、16Mn-正火-x400铁素体索氏体16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。
在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。
广泛应用于各种板材、钢管。
图3、65Mn-等温淬火-400下贝氏体65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。
特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。
但有过热敏感性和回火脆性。
合金钢、铸铁与有色合金的显微组织分析
合金钢、铸铁、有色合金的显微组织观察一、实验目的1. 观察和研究各种不同类型合金材料的显微组织特征。
2. 了解这些合金材料的成分、显微组织对性能的影响。
二、观察下列合金试样的组织编号钢号处理过程显微组织腐蚀剂1 W18Cr4V 铸造屈氏体+莱氏体4%硝酸酒精2 W18Cr4V 退火碳化物+索氏体∥3 W18Cr4V 1280℃油淬马氏体+初生碳化物+A，∥4 W18Cr4V 1280℃油淬560℃回火回火马氏体+碳化物∥5 1Cr18Ni9Ti 1100℃固溶处理奥氏体（内有孪晶）王水6 灰口铸铁（基P）铸造4%硝酸酒精P+片状石墨7 可锻铸铁（F基）可锻化退火4%硝酸酒精F+团絮石墨8 球墨铸铁（F+P基）铸造4%硝酸酒精牛眼睛9 硅铝明（ZL102）铸造未变质0.5HF水溶液（Si +α）共晶1硅铝明（ZL102）铸造变质0.5HF水溶液α+（Si+α）1 1 单相黄铜（H70）冷加工退火3%FeCl3+10%HCl水溶液单相α（孪晶）1 2 两相黄铜（H63）铸造退火3%FeCl3+10%HCl水溶液α+β′1 3 锡基巴比合金ZChSnSb11—6铸造4%硝酸酒精α（黑基体）+β′（方块）+Cu3Sn星状三、实验内容讨论（一）合金钢合金钢的显微组织比碳钢复杂，在合金钢中存在的基本相有：合金铁素体、合金奥氏体、合金碳化物（包括合金渗碳体、特殊碳化物）及金属间化合物等。
其中合金铁素体与合金渗碳体及大部分合金碳化物的组织特征与碳钢中的铁素体和渗碳体无明显区别，而金属间化合物的组织形态则随种类不同而各异，合金奥氏体在晶粒内常常存在滑移线和孪晶特征。
1.高速钢高速碳是高合金工具钢，具有良好的红硬性，即使工作温度达到600℃时，仍保持高的硬度和切削性能。
经常用它来制造各种刀具。
这里以典型的W18Cr4V （简称18—4—1）钢为例加以分析研究。
W18Cr4V 的化学成分为：0.7~0.8%C ，17.5~19%W ，3.8~4.4%Cr ，1.0~1.4%V ，﹤0.3%Mo 。
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图 3-14 铁素体+珠光体
图 3-15 珠光体+网状分布的铁素体
18CrNiMo 具有较高强度、韧性和淬透性，适宜制作具有一定强韧性的汽车变速箱齿轮
以及轴类，原材料组织铁素体以及珠光体，呈枝晶状分布，如图 3-17 所示；因该钢具有良
好的淬透件，淬火后已经完全渗透，基体全为低碳马氏体，如图 3-18 所示。
高速钢淬火组织：淬火加热温度一般为 1260~1280℃，高温加热的目的是使较多的碳
化物溶解于奥氏体中，淬火后马氏体中合金元素含量高，回火后钢的硬度高且耐磨性好。淬
火采用油冷或空冷，其显微组织为马氏体＋未溶碳化物＋残余奥氏体。马氏体呈隐针状，其
针形很难显示出来，但可看出明显的奥氏晶界及分布于晶粒内的未溶碳化物，淬火后的硬度
B．针状马氏体是含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针的大小受到限制。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。
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（见图 3-6）。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
约为 HRC61~62，见图 3-26 所示。
高速钢淬火后需经三次回火，其组织为回火马氏体、少量残余奥氏体，大块白色颗粒
为共晶碳化物。回火后硬度为 HRC65~66，见图 3-27 所示。
3．不锈钢 不锈钢是在大气、海水及其浸蚀性介质条件下能稳定工作的钢种，大都属于高合金钢。
图 3-8 针状马氏体
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。 图 3-7 是 20 钢 950℃加热保温后水淬的金相图谱。
织，所以又称为莱氏体钢。
高速钢在铸造状态下与亚共晶白口铸铁的
组织相似。其中莱氏体由合金碳化物、马氏体
屈氏体以及残留奥氏体组成。如图 3-25 所示。
显然高速钢在铸态下的组织存在严重的成分和
组织不均匀性，从而影响其性能，为此随后必
须经过锻造和轧制，破碎莱氏体网络．促使其
碳化物均匀分布。
图 3-26 马氏体十未溶碳化物十残余奥氏体
图 3-16 淬火马氏体
图 3-17 铁素体+珠光体
图 3-18 马氏体
图 3-19 回火马氏体+碳化物颗粒
C．轴承钢 常用钢号为 GCrl5。经淬油后低温回火为回火马氏体和未溶解的碳化物颗 粒，如图 3-19 所示。
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图 3-20 球化珠光体
图 3-21 回火托氏体+极少量铁素体颗粒
D．弹簧钢 65Mn，为含锰量较高的优质碳素结构钢，65Mn 冷拉退火后为球化珠光体，
图 3-23 隐针马氏体+碳化物+残留奥氏体
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图 3-24 回火马氏体+少量残余奥氏+碳化物
图 3-25 莱氏体+屈氏体以及残留奥氏体
C．高速钢 高速钢是一种常用的高合金工具钢，例如 W18Cr4V。因为它含有大量合
金元素，使铁碳相图中的 E 点大大左移，虽然只含有 0.7％~0.8％的碳，仍可获得莱氏体组
应当指出，回火屈氏体、回火索氏体是淬
火马氏体回火时的产物，它们的渗碳体是颗粒
状的，且均匀地分布在铁索体基体上；而淬火
索氏体和淬火屈氏体是奥氏体过冷时直接形
成的，其渗碳体是呈片状。回火组织较淬火组
图 3-13 回火索氏体
织在相同硬度下具有较高的塑性与韧性。
（二）几种常用合金钢的显微组织 合金钢根据合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量＜5%的称为低合金钢；
其组织为回火马氏体和少量残余奥氏体，白色大块状为共晶碳化物，细小颗粒为二次碳化物。 如图 3-23 所示。
Crl2MoV 淬火后又经 520℃保温 1h，回火 4 次，其组织为回火马氏体和少量残余奥氏 体，白色大块状为共晶碳化物，细小颗粒为二次碳化物，如图 3-24 所示。
图 3-22 回火马氏体+碳化物
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 3-1 中。
2、共析钢连续冷却时的显微组织
为简便起见，不用 CCT 曲线，而用 C 曲线
（图 3-1）来进行分析。例如共析钢奥氏体，在
（3）贝氏体（B） 为奥氏体的中温转变产物，它也是铁索体与渗碳体的两相混合物。 在显微形态上，主要有以下三种形态：
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，在光学显微镜下为成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 3-5）。
转变成马氏体。其中与 C 曲线鼻尖相切的冷却速度（vk）称为淬火的临界冷却速度。
表 3-1 共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能
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 Βιβλιοθήκη 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 3-2
所示。
当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，
（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（见图 3-3）。
图 3-3 索氏体
图 3-4 屈氏体+马氏体
（2）屈氏体（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 3-4）。
图 3-9 针状马氏体+残余奥氏体
图 3-10 马氏体+粒状渗碳体+少量残余奥氏体
（6）钢的回火组织与性能： A．回火马氏体是低温回火（150~250℃）组织，它仍保留了原马氏体形态特征。针状 马氏体回火析出了极细的碳化物，容易受到浸蚀，在显微镜下呈黑色针状。低温回火后马氏 体针变黑，而残余奥氏体不变仍呈白亮色（如图 3-11 所示）。低温回火后可以部分消除淬火 钢的内应力，增加韧性，同时仍能保持钢的高硬度。 B．回火屈氏体是中温回火（350~500℃）组织。回火屈氏体是铁索体与粒状渗碳体组 成的极细混合物。铁素体基体基本上保持了原马氏体的形态（条状或针状），第二相渗碳体 则析出在其中，呈极细颗枝状，用光学显微镜极难分辨（如图 3-12 所示）。中温回火后有很 好的弹性和一定的韧性。
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（5）残余奥氏体（A 残） 是含碳量大于 0.5％的奥氏体淬火时被保留到室温不转变的 那部分奥氏体。它不易受硝酸酒精溶液的浸蚀，在显微镜下呈白亮色，分布在马氏体之间， 无固定形态。如图 3-9 为针状马氏体以及大量的残余奥氏体。图 3-10 为 50 钢油冷淬火（830 ℃加热），其组织为马氏体+少量残余奥氏体。
图 3-2 亚共析钢的 C 曲线
素体十屈氏体；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 3-4）；当冷却速度 vs 超过临界冷却速
2
度时，钢全部转变为马氏体组织（如图 3-7、3-8）。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
图 3-11 回火马氏体
图 3-12 回火屈氏体 5
C．回火索氏体是高温回火（500~650℃）组织。回火索氏体是铁素体与较粗的粒状渗
碳体所组成的机械混合物。碳钢回火索氏体中
的铁素体已经通过再结晶，呈等轴细晶粒状。
图 3-13 为保持马氏体位向分布的较粗回火索
氏体。回火索氏体具有良好的综合机械性能。
实验 3 常见钢铁材料的显微组织观察
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、熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M 回火、T 回火、S 回火等的形态及特征。 4、观察和分析常用碳钢以及几种合金钢（45、T12、20、GCr15、W18Cr4V、1Cr18CrNi9Ti、 9CrSi 等）的显微组织。 5、了解常用合金钢的成分、组织和性能的特点，以及它们的主要应用。
合金元素为 5％~10％的称为中合金钢；合金元素＞10％的称为高合金钢。 一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于合金元素的加入，使铁碳相图发生一
些变化，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有本质的区别。低合金钢热处理后的显微组织与 碳钢没有根本的不同，差别只在于合金元素加入后，使 C 曲线右移（Co 除外），即以较低 的冷却速度也可获得马氏体组织。例如，40Cr 钢经调质处理后的显微组织和 40 钢调质后的 显微组织基本相同，都为回火索氏体。GCrl5 钢 840℃油淬、低温回火后的显微组织，与 T12 钢 780℃水淬、低温回火后的显微组织也基本一样，皆为回火马氏体和碳化物。
合金钢种类繁多，本讲义仅选择几种常用的典型钢号进行观察和分析。 1．合金结构钢