文档介绍：碳钢的热处理操作、组织观察及硬度的测定
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实验目的
了解碳钢的基本热处理操作;
研究冷却条件对钢性能的影响;
观察热处理后碳钢的组织,分析其性变化。了解碳钢的基本热处理操作;
了解洛氏硬度计的原理及使用方法。
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实验概述
热处理基本工艺
钢热处理后的基本组织特征
图1 退火与正火的加热温度范围          图2 淬火加热温度范围
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热处理基本工艺
钢的方法有退火、正火、淬火和回火。
退火通常是把钢加热到临界温度AC1 或AC3以上,保温一定时间,然后缓慢的随炉冷却。
正火则是把钢加热到AC3或Acm 以上30-50℃,保温一定时间,进行空冷。由于冷却速度稍快,与退火组织相比,组织中珠光体相对含量较多,且片层较细密,所以性能有所改善
淬火就是将钢加热到AC3(亚共析钢)或AC1(过共析钢)以上30-50℃,保温后放入不同的冷却介质中快冷(大于临界冷却速度),以获得马氏体组织。结合C曲线说明冷却速度对组织的影响
钢淬火后必须要回火,回火温度决定于最终所要求的组织和性能。按加热温度回火分为低温、中温及高温回火。
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钢热处理后的基本组织特征
索氏体(S)是铁素体和片层渗碳体的机械混合物,片层间距较珠光体细密,比珠光体有更高的强度和硬度。
屈氏体(T)也是铁素体和片层渗碳体的机械混合物,片层比索氏体更密,在一般光学显微镜下无法分辨,只能看见黑色组织如墨菊状,只有在电子显微镜下观察才能分辨其中的片层状。
贝氏体(B)贝氏体也是铁素体和渗碳体的两相混合物,但其金相形态与珠光体不同,因钢有成分和形成温度的不同,其组织形态主要有三种:上贝氏体是由成束平行排列的条状铁素体和条间断断续续地分布着细条状渗碳体所组成。具有羽毛状特征。下贝氏体是在具有一定过饱和的针状铁素体的内部沉淀有碳化物的组织,由于下贝氏体易受腐蚀,所以在光学显微镜下观察呈黑色针状。粒状贝氏体的金相组织特征是较粗大的铁素体块内有一些孤立的小岛状组织,它原先富碳的奥氏体区,其后来的转变可以有三种情况a .分解为铁素体和碳化物;b. 发生马氏体转变;c. 仍然保持为富碳的奥氏体。
马氏体(M)是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体,可分为两大类即板条状马氏体和片状马氏体。板条状马氏体在光学显微镜下,板条状马氏体的形态呈现一束束相互平行的细长条状马氏体群,在一个奥氏体晶粒内科有几束不同取向的马氏体群。片状马氏体在光学显微镜下,片状马氏体呈现针状或竹叶状,其立方形态为双凸透镜状,
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钢热处理后的基本组织特征
残余奥氏体(A) 当含碳量>%时,淬火时总有一定量的奥氏体不能转变为马氏体,而保留到室温,这部分奥氏体就是残余奥氏体,它不易受硝酸酒精的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,分布在奥氏体之间,无固定形态,淬火后未经回火,残余奥氏体和马氏体很难区分,都呈白亮色,只有回火后才能分辨出马氏体间的残余奥氏体。
回火马氏体(Mf)淬火马氏体经低温回火(150-250℃)后,仍保持原有的形态,只是颜色比淬火马氏体深,析出与母相共格极小的弥散的ε-碳化物或发生碳原子的偏。
回火屈氏体淬火钢在350-500℃进行中温回火以后,得到回火屈氏体。它的金相组织特征是:在铁素体基体上弥散分布着微小粒状渗碳体,铁素体仍然保持着原来的板条状或片状马