材料科学与工程基础实验实验报告-讲解.doc

郑州航院材料成型及控制工程专业 材料科学与工程基础实验 课 设 报 告 学生姓名： 一、综述 1. 马氏体组织综述 马氏体是将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织马氏体通常有片状板条状，金相观察中通常表现为针状高的强度和硬度是马氏体的主要特征之一低碳马氏体具有良好的强度和一定的韧性，高碳马氏体强度高、韧性大。 低温回火（所得组织。有成分不均匀的过饱和C所组成，基本上保持了淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具量具冷冲模具滚动轴承以及渗碳件等索氏体钢经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物索氏体组织属于珠光体类型的组织，但其组织比珠光体组织细索氏体具有良好的综合机械性能。 高温回火（所得组织33HRC.习惯上将淬火高温回火相结合的热处理称为调质，其目的是获得强度，硬度塑性韧性都较好的综合机械性能。因此，广泛用于汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。 通过奥氏体等温转变所得到的由铁素体与渗碳体组成的极弥散的混合物。是一种最细的珠光体类型组织，其组织比索氏体组织还细。 中温回火所得组织其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。因此，它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。 3. 金相试样加工方法、过程 取样后，为了获得一个平整的表面，同时去掉取样时有组织变化的部分，在不影响观察的前提下，可将棱角磨平，并将观察面磨平，一定要将切割时的变形层磨掉。将砂纸铺在平板上，一手按住砂纸，一手拿样品在砂纸上单向推磨，用力要均匀，使整个磨面都磨到，与上道磨痕方向垂直磨制，磨到前道磨痕完全消失时再更换砂纸，分别使用180目、320目、400目、600目、800目、1000目的砂纸依次进行打磨，除去表面的明显的凹坑和划痕，获得光洁的试样平面。于金相显微镜下观察无可见划痕和凹坑后，置于磨抛机上抛光，消除细小划痕。待摩抛完成后，将待观察表面使用成分4%的硝酸酒精进行腐蚀一分钟左右，用清水（必要时用酒精）进行清洗表面。然后，将试样放于金相显微镜下观察其组织。 三、实验结果 1. 热处理加工结果 1）T8钢：淬火后得到马氏体和残余的奥氏体，其硬度、强度高，塑性、韧性差。低温回火得到稳定的回火马氏体组织，其强度、硬度高、耐磨性好，但塑性、韧性相对提高。 2）45号钢：经正常淬火后得到马氏体回火索氏体4 45 29.5 30.4 29.5 29.8 20 14.0 14.8 14.5 14.4 2）热处理后硬度(以T8号钢为例,HRC) 次数 处理方式 1 2 3 平均 淬火 63.8 64.4 64.5 64.2 低温回火 57.6 58.0 58.2 57．9 3、组织分析结果 （1）热处理之前20号钢金相观察 （2）热处理前45号钢金相观察 （3）热处理之前T8号钢的金相观察 四、实验结果分析 1、T8钢硬度、组织 次数 处理方式 1 2 3 平均 内部组织 淬火 63.8 64.4 64.5 64.2 马氏体、残余奥氏体 低温回火 57.6 58.0 58.2 57.9 回火马氏体 2、45钢硬度、组织 次数 1 2 3 平均 内部组织 淬火 55.0 55.5 55.7 55.4 马氏体 高温回火 25.7 25.8 26.4 25.9 回火索氏体 注：淬火时由于冷速较快，大于C曲线的临界冷却速度，所以可以得到马氏体 当高温回火时温度较高，回复较彻底，得到的铁素体中时球状的渗碳体，因 2. 硬度、组织横向、纵向比较 硬度横向、纵向比较：对实验数据分析可以得出，含碳量相同的钢（45钢或T8钢）随着热处理工序淬火、低温回火、高温回火的进行，其硬度逐渐降低；含碳量不同的钢（45钢和T8钢），在相同实验条件下，其硬度值也是不相同的，随着含碳量的增加，硬度逐渐增加。 组织的横向、纵向比较：含碳量相同的钢，在不同热处理条件（淬火、低温回火、中温回火、高温回火）后，其组织依次为：马氏体、回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体。这些组织的强度、硬度逐渐下降，塑性、韧性逐渐上升。回火索氏体具有良好的综合机械性能。 结论 根据T8号钢实验结果，并结合查询45号钢和20号钢的文献的数据，可以得出如下结论： （1）不同热处理得到的硬度和组织是不同的。 （2）通常情况下，因为含碳量的不同，不同牌号的钢在相同的热处理条件下的硬度和组织是不同的。 （