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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,碳鋼熱處理后顯微組織觀察,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察和研究碳鋼經(jīng)不同熱處理后顯微組織的特點(diǎn)；,了解熱處理工藝對鋼組織和性能的影響,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)儀器與材料,儀器：,XJP-3A(,雙目,),金相顯微鏡；,XJP-3C(,雙目,),金相顯微鏡；,材料：金相試樣一套,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,什么是碳鋼的熱處理,?,熱處理：,將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，保溫一定的時間，然后以預(yù)定的方式冷卻下來的一種熱加工工藝。,包含有“四火”：退火、正火、淬火和回火。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線,0,材料科學(xué)
2、實(shí)驗(yàn)室,過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,A,過飽和,F+,極細(xì)小碳化物,僅,C,原子擴(kuò)散而無,Fe,原子擴(kuò)散,馬 氏 體,下貝氏體,B,下,上貝氏體,B,上,屈 氏 體,T,索 氏 體,S,珠 光 體是,P,顯微組織,強(qiáng)度,硬度,片層間距,：,0.3m,A,1,650,過冷度極大，,C,、,Fe,原子均不能進(jìn)行擴(kuò)散，,C,在,鐵中過飽和固溶體。具有高強(qiáng)度和硬度。,MsM,F,350 M,S,550350,片層間距：小于,0.1m,600550,片層間距：,0.10.3m,650600,性 能,溫 度,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,上貝氏體,下貝氏體,金相,TEM,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,馬氏體的組織形態(tài),a),板條狀馬氏體
3、,Wc,1.0%,亞結(jié)構(gòu)：孿晶,性能：脆性較大,c),當(dāng),0.25,Wc,1%,時，馬氏的形態(tài)應(yīng)二者混合物,。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,鋼的臨界溫度及熱處理溫度范圍,鋼號,臨界點(diǎn)溫度,淬火,/,退火溫度,A,c1,A,c3,A,ccm,A,r1,A,r3,45#,724,780,682,760,840860,T12,730,820,700,760800,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,45,鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織,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,
4、處理方法,等軸狀,F+,粒狀,Fe,3,C,針狀,F+,不規(guī)則粒狀,Fe,3,C,8,回火馬氏體,（暗黑色細(xì)針）,+,殘余奧氏體,7,M,粗板粗針,+,殘余奧氏體（亮白色）,6,M,板狀片狀,+,屈氏體,T,（,暗黑色塊狀）,5,M,板狀片狀,+,殘余奧氏體,（,亮白色）,4,M,板狀片狀,+F,（,白色塊狀）,3,細(xì),P+F,（,塊狀）,2,45,鋼,1,顯微組織,材料,編號,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:45,鋼,處理狀態(tài),：,860,退火,顯微組織,：,珠光體,+,鐵素體（呈亮白色塊狀,）,P,F,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:45,鋼,處理狀態(tài),：,860,正火,顯微組織,：,索氏體,+,鐵素
5、體（白色塊狀）,S,F,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,S,F,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:,45,鋼,處理狀態(tài),：,760,水冷淬火,顯微組織,：,M,板狀片狀,+,部分鐵素體（白色塊,狀）,F,M,F,M,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:45,鋼,處理狀態(tài),：,860,水冷淬火,顯微組織,：,M,板狀片狀,+A,殘余奧氏體,（亮白色,狀）,A,殘,M,板,+,針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:,45,鋼,處理狀態(tài),：,860,油冷,淬火,顯微組織,：,M,片,狀,+,板狀,(,白色）屈氏體（黑色塊）,T,M,板,+,針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,T,M,板,+,針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:,45,鋼,處理狀態(tài),：,1000,
6、水冷,淬火,顯微組織,：,M,粗板狀粗片狀,+A,殘余,容易引起變形或斷裂,A,殘,M,粗,板,+,粗針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,回火,是將碳鋼加熱到,AC1,以下某一溫度，保溫一定時間后在空氣或油中冷卻。其目的是消除或降低淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低脆性提高韌性?；鼗鸱譃榈蜏鼗鼗?、中溫回火和高溫回火,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料：,45,鋼,處理方法,：,860,水淬,+200,回火,顯微組織,：,M,回,（呈暗黑色細(xì)針狀）,在這個過程中，馬氏體開始發(fā)生部分分解，析出,碳化物與過飽和度的固溶體共格。內(nèi)應(yīng)力減少。,M,回,A,殘,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:,45,鋼,處理狀態(tài),：,860,水淬,+400,回火,顯
7、微組織,：,T,回,飽和,F,針狀,不規(guī)則粒狀滲碳體（白色小顆粒）,回火溫度大于,200,后，,殘余奧氏體發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變?yōu)?M,回,或,B,下,；,M,快速分解，碳從過飽和固溶體中析出而轉(zhuǎn)變?yōu)?F,，,碳化物轉(zhuǎn)變成顆粒狀滲碳體。,內(nèi)應(yīng)力消失，,硬度有所降低，塑性韌性提高,。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:45,鋼,處理狀態(tài),：,860,水淬,+600,回火,顯微組織：,回火索氏體,(,等軸狀,F,粒狀滲碳體,),當(dāng)回火溫度繼續(xù)升高，將發(fā)生基體,相回復(fù)和再結(jié)晶碳化物的聚集長大,。具有良好的綜合機(jī)械性能。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,T12,鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織,編號,材料,處理方法,顯微組織,1,T12,
8、760,球化退火,F+,球狀,Fe,3,C,（,細(xì)粒狀）,2,780,水淬和,200,回火,細(xì)針,M+,粒狀,Fe,3,C,（,亮白色）,3,1000,水淬和,200,回火,粗片狀,M+,殘余奧氏體（亮白色）,因此在工業(yè)生產(chǎn)中，為防止高碳,M,中出現(xiàn)裂紋，往往采用較低的淬火溫度和縮短保溫時間，以求獲得針,M,和減少,M,的含碳量。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:T12,鋼,處理狀態(tài),：,760,球化退火,顯微組織,：,P,球狀,（,F,白,粒狀,滲碳體）,F,粒狀,Fe,3,C,F,粒狀,Fe,3,C,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材 料,:T12,鋼,+200,回火,處理狀態(tài),：,780,水,淬,顯微組織,：
9、,細(xì)針,M+,粒狀滲碳體（亮白色）,組織除了形成,M,外，保留有滲碳體組織，增加了鋼的硬度和耐磨性。,M,細(xì)針,粒狀,Fe,3,C,粒狀,Fe,3,C,M,細(xì)針,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,材料：,T12,鋼,處理狀態(tài),：,1000,水冷淬火,+200,回火,顯微組織,：,粗片馬氏體,+,殘余奧氏體（亮白色）,A,殘達(dá)到,1530%,。不僅鋼的硬度耐磨性、韌性下降，而且變形和開裂傾向增大，這是由于,A,晶粒過大和,M,的含碳量過高所致,.,M,粗針,M,粗針,A,殘,A,殘,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)報告要求,畫出今天觀察的,9,種試樣的顯微組織示意圖，并注明材料名稱、處理方法、金相組織、放大倍數(shù)和浸腐蝕劑；,
10、完成以下兩道問答題,：,分析比較,T12,鋼經(jīng),780,水淬和,200,回火以及,T12,鋼經(jīng),1000,水淬和,200,回火的組織差別及性能特點(diǎn),比較等溫冷卻等到的,M,、,T,、,S,和淬回火得到的,M,N,、,T,N,、,S,N,的組織形態(tài)和性能差異,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,分析比較,T12,鋼經(jīng),780,水淬和,200,回火以及,T12,鋼經(jīng),1000,水淬和,200,回火的組織差別及性能特點(diǎn),T12,鋼加熱到,780,生成的組織是奧氏體和粒狀的滲碳體，然后再水冷后組織為馬氏體和粒狀的滲碳體，再回火后得到回火馬氏體和粒狀的滲碳體。從組織上看，由于溫度低，得到的馬氏體非常細(xì)小，所以其機(jī)械性能良好；而當(dāng),T12,鋼加熱到,1100,水冷后馬氏體非常粗大，回火后其回火馬氏體仍然保持粗大形貌，故其機(jī)械性能非常差。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,比較等溫冷卻等到的,M,、,T,、,S,和淬回火得到的,M,回,、,T,回,、,S,回,的組織形態(tài)和性能差異,回火托氏體、回火索氏體是淬火時的產(chǎn)物它們的的滲碳體是粒狀，并均勻地分布在鐵素體基體上，而,等溫冷卻得到的,索氏體和托氏體，其滲碳體是呈片狀，回火組織較淬火組織在相同硬度下具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性。,材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,
碳鋼的熱處理后組織觀察
