《碳钢的热处理后组织观察》.pptVIP

材料科学实验室 碳钢热处理后显微组织观察 材料科学实验室 实验目的 观察和研究碳钢经不同热处理后显微组织的特点； 了解热处理工艺对钢组织和性能的影响 材料科学实验室 实验仪器与材料 仪器： XJP-3A( 双目 ) 金相显微镜； XJP-3C( 双目 ) 金相显微镜； 材料：经过不同热处理后金相试样一套 材料科学实验室 什么是碳钢的热处理? 热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定的时间，然后以预定的方式冷却下来的一种热加工工艺。包含有“四火”：退火、正火、淬火和回火。 材料科学实验室 共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线 0 材料科学实验室 过冷奥氏体等温转变产物 A→过饱和F+极细小碳化物 仅C原子扩散而无Fe原子扩散 马 氏 体 下贝氏体 B下 上贝氏体 B上 屈 氏 体 T 索 氏 体 S 珠 光 体是 P 显微组织 强度 硬度 片层间距：0. 3μm A1~650℃ 过冷度极大，C、Fe原子均不能进行扩散，C在α铁中过饱和固溶体。具有高强度和硬度。 Ms~MF 350 ℃ ~MS 550~350℃ 片层间距：小于0.1μm 600~550℃ 片层间距：0.1~0. 3μm 650~600℃ 性 能 温 度 材料科学实验室 上贝氏体 下贝氏体 金相 TEM 材料科学实验室 马氏体的组织形态 a) 板条状马氏体 Wc0.25% 亚结构：高密度的位错 性能：有相当高的塑、韧性。 b) 针状马氏体 呈针状或竹叶状 Wc1.0% 亚结构：孪晶 性能：脆性较大 c) 当0.25Wc1%时，马氏的形态应二者混合物。 材料科学实验室 钢的临界温度及热处理温度范围 钢号 临界点温度℃ 淬火/退火温度 Ac1 Ac3 Accm Ar1 Ar3 45# 724 780 682 760 840~860 T12 730 820 700 760~800 材料科学实验室 45 钢经不同热处理后的显微组织 860℃水淬和600℃回火 860℃水淬和400℃回火 860℃水淬和200℃回火 淬火： 1000 ℃水冷 淬火： 860 ℃油冷 淬火： 860 ℃水冷 淬火： 760 ℃水冷 正火： 860 ℃空冷 退火： 860 ℃炉冷 处理方法 等轴状F + 粒状Fe3C 9 针状F + 不规则粒状Fe3C 8 回火马氏体（暗黑色细针）+残余奥氏体 7 M粗板＋粗针+ 残余奥氏体（亮白色） 6 M板状＋片状+ 屈氏体T（暗黑色块状） 5 M板状＋片状+ 残余奥氏体（亮白色） 4 M板状＋片状+ F（白色块状） 3 细P + F（块状） 2 P + F（呈亮白色块状） 45钢 1 显微组织 材料 编号 回火是将碳钢加热到AC1以下某一温度，保温一定时间后在空气或油中冷却。其目的是消除或降低淬火产生的内应力，降低脆性提高韧性。回火分为低温回火、中温回火和高温回火 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态： 860℃退火 显微组织 ：珠光体+铁素体（呈亮白色块状） P F 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态： 860℃正火 显微组织 ：索氏体+铁素体（白色块状） S F 材料科学实验室 S F 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态： 760℃水冷淬火 显微组织： M板状＋片状+部分铁素体（白色块状） F M 材料科学实验室 F M板 M针 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态：860℃水冷淬火 显微组织：M板状＋片状+A残余奥氏体（亮白色状） A’ M板 M针 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态：860℃油冷淬火 显微组织：M片状+板状(白色）＋屈氏体（黑色块） T M板+针 材料科学实验室 T M板 M针 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态：1000℃水冷淬火 显微组织：M粗板状＋粗片状+A残余 容易引起变形或断裂 A’ M粗板 M粗针 材料科学实验室 材 料： 45钢 处理方法：860℃水淬+200℃回火 显微组织：M回（呈暗黑色细针状） 在这个过程中，马氏体开始发生部分分解，析出ε碳化物与过饱和度的固溶体共格。 内应力减少。 MN A’ 材料科学实验室 材 料: 45钢 处理状态： 860℃水淬+400℃回火 显微组织： T回—饱和F针状＋不规则粒状渗碳体（白色小颗粒） 回火温度大于200℃后，残余奥氏体发生分解，转变为M回或B下；M快速分解，碳从过饱和固溶体中析出而转变为F，ε碳化物转变成颗粒状渗碳