热处理组织观察.ppt

钢的热处理组织观察 一、实验目的 1. 观察碳钢经过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. 熟悉几种典型热处理组织—M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征 二、概述 碳钢经退火、回火（冷却速度缓慢）可得到平衡或接近平衡组织 经淬火（快速冷却，水淬）得到的是不平衡组织 铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量 C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织，C曲线适用于等 温冷却条件 图2 共析钢连续冷却曲线(CCT) 图1 共析钢的C曲线（TTT） 共析钢奥氏体 （连续冷却） 在慢冷时，应得到100％的珠光体； 当冷却速度增大时（相当于空冷），得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体； 当冷却速度继续增大时（相当于油冷），得到的是屈氏体或马氏体； 当冷却速度更大时（相当于水冷），很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点（Ms）后，瞬时转变成马氏体。 转变类型 组织名称 形成温度 /℃ 显微组织特征 硬度 （HRC） 珠光体型转变 珠光体(P) ＞650 在400～500倍金相显微镜下可以观察到铁素体和渗碳体的片层状组织 20左右 HB180~200 索氏体(S) 600～650 在800～1000倍以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清 25~35 屈氏体(T) 550～600 用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显微镜（5000～1500倍）下才能看出片层状 35~40 贝氏体型相变 上贝氏体（B上） 350～550 在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征 40~48 下贝氏体（B下） 230～350 在显微镜下呈黑色针状特征 48~58 马氏体型相变 马氏体（M） ＜230 在正常淬火温度下呈细针状马氏体（隐晶马氏体），过热淬火时则呈粗大片状马氏体。 60~65 共析钢等温冷却时的显微组织 各组织的显微组织 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。 （1）珠光体（P） 在较高温度形成的珠光体比较粗，称为珠光体； （2）索氏体（S） 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； （3）屈氏体（T） 片层比索氏体还细密，在一般光学显微镜下也无法分辨，只能看到如墨菊状的黑色形态，只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层。 冷却速度增大，片间距减小 （3）贝氏体（B） 贝氏体是奥氏体的中温转变产物，它也是铁素体与碳化物的两相混合物。 在显微形态上，主要有二种形态： 1)上贝氏体是由成束平行排列的条形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。 2)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， 在电子显微镜下可以看到，在片状铁素体基体中分布有很细的碳化物片，它们大致与铁素体的长轴 成55～60°的角度。 上贝氏体 下贝氏体 （4）马氏体（M） 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，其形态按含碳量主要分两种，即板条状和针状。 1）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。 2）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片的大小收到限制。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。 （5）残余奥氏体（A残） 残余奥氏体是含碳量大于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。 （6）钢的回火组织与性能 1）回火马氏体 回火马氏体是低温回火（150～250℃）组织，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色，而残余奥氏体不变仍呈白亮色。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。 2）回火屈氏体 回火屈氏体是中温回火（350～500℃）组织，是铁素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），气其上分布着极细颗粒状的渗碳体，用光学显