1、工程材料實驗 材料實驗教學(xué)中心 張旭茗,實驗一 平衡組織與非平衡組織觀察 1. 平衡組織觀察 2. 非平衡組織觀察 實驗二 金屬硬度實驗,實驗注意事項 室內(nèi)保持安靜、整潔； 珍惜儀器； 一周左右交實驗報告。,實驗三 金屬表面硬度實驗 一、實驗?zāi)康?1. 了解材料表面硬度的測試方法 2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度及維氏硬度方法 3. 測試給定材料的布氏硬度、洛氏硬度,二、實驗儀器 HRD-150型電動洛氏硬度計 HB-3000C電子布氏硬度計,金屬硬度試驗,硬度是金屬抵抗局部變形，特別是塑性變形，壓痕或劃痕的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的一種指標。,硬度試驗方法,硬度是材料機械性能的一種整體綜合指

2、標。 硬度值不僅與材料的彈性極限、彈性模量、屈服極限、脆性、還與材料結(jié)晶狀態(tài)、原子間鍵結(jié)合力和原子結(jié)構(gòu)等都有關(guān)系。 硬度測定的特點是不損壞工件、操作方便、迅速、效率高。,硬度試驗應(yīng)用,靈敏反映材料在化學(xué)成分、金相組織、熱處理工藝、冷加工變形等差異； 試驗方法簡單，不必破壞工件，適合機械裝備和零部件材質(zhì)現(xiàn)場檢測； 試驗壓痕很小，可檢查金屬表面層情況，脫碳與增碳、表面淬火及化學(xué)處理后的表面硬度等。,硬度試驗方法分類,靜壓入試驗 用以測定材料對永久變形的抗力。布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度 劃痕試驗 測定材料對破裂的抗力。觀察一種材料是否能被另一種材料劃痕， 馬氏劃痕硬度、莫氏劃痕硬度 犁槽

3、試驗 將一鈍頭元件（通常為金剛石）以一定的載荷和相似條件下劃過表面，以劃痕寬度作為硬度的度量標準。Bierbaum硬度試驗,硬度試驗方法分類,回跳試驗 或稱彈性回跳法，測定材料對彈性變形的抗力。使一標準質(zhì)量和尺寸的物體由試驗表面彈回，取回跳高度作為硬度標準。肖氏硬度 阻尼試驗 也稱搖擺試驗，測定材料對永久變形的抗力。搖擺法硬度 磨損試驗 將試樣壓在一正在轉(zhuǎn)動的圓盤上，以磨耗率作為硬度的度量標準 沖蝕試驗 在標準條件下將磨料沖射到試驗表面上，以在一定時間內(nèi)損失的材料重量作為硬度的度量標準,靜壓入硬度試驗,定義：抵抗永久壓痕的能力。 原理：在一定的時間間隔里，將硬質(zhì)壓頭壓入所要 測試的金屬表面，然

4、后測量壓痕的深度 或大小。 優(yōu)點：材料的硬度和其他物理特性之間存在著某種 關(guān)系，是一種非破壞性試驗。 分類：宏觀硬度 通常載荷在1KG 以上 顯微硬度 通常載荷小于1KG(1g-500g) 納米硬度 通常在更小的載荷范圍,硬度試驗的特點及應(yīng)用 試樣制備簡單，可在各種不同尺寸的試樣上進行試驗，試驗后試樣基本不受破壞； 設(shè)備簡便，操作方便，測量速度快； 測量范圍大:可大(多晶體)可小(單個晶粒、表面渡層、手表內(nèi)部小零件等)、可軟可硬各種金屬件都可做硬度試驗；,硬度與強度之間有近似的換算關(guān)系，根據(jù)測出的硬度值就可以粗略地估算強度極限值(如碳鋼b0.36HB)。 測定材料的硬度,定性分析材料的組織、性

5、能; 測定脫碳層深度; 定性分析夾雜物性質(zhì), 組成相的性質(zhì)等。,2.洛氏硬度測定法,2.1 洛氏硬度的測量原理 用頂角為120的金剛石圓錐或為1.588mm的淬火鋼球為壓頭,在規(guī)定載荷（初載荷及主載荷）的作用下壓入材料表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后,卸除主試驗力，根據(jù)壓痕深度來確定硬度值。圖1表示了洛氏硬度的測量原理。,圖1.洛氏硬度試驗原理示意圖,0-0：未加載荷，壓頭未接觸試件時的位置。 1-1：壓頭在預(yù)載荷P0(98.1N)作用下壓入試件深度為h0時的位置。 h0包括預(yù)載所引起的彈形變形和塑性變形。 2-2：加主載荷P1后，壓頭在總載荷P= P0+ P1 的作用下壓入試件的位置。 3-3：去除主

6、載荷P1后仍保留預(yù)載荷P0 時壓頭的位置，壓入深度為h1。由于P1所產(chǎn)生的彈性變形被消除，所以壓頭位置提高了h，主載荷引起的塑性變形深度為:h= h1- h0,h值越大，試件越軟，h值越小，試件越硬。 為適應(yīng)數(shù)值越大硬度越高的概念，用一常數(shù)K減去h表示硬度的高低。并規(guī)定每0.002mm為一個洛氏硬度單位，用符號HR表示，則： 測量值直接在表盤上讀出。 用金剛石圓錐壓頭時，常數(shù)K為0.2mm，硬度值由黑色表盤表示 ; 用鋼球(=1.588mm)壓頭時，常數(shù)K為0.26mm，硬度值由紅色表盤表示.,為了擴大洛氏硬度的測量范圍，可用不同的壓頭和不同的總載荷配成不同標尺的洛氏硬度。洛氏硬度共有15種標

7、尺供選擇，它們分別為：HRA，HRB，HRC，HRD，HRE，HRF，HRG，HRH，HRK，HRL，HRM，HRP，HRR，HRS，HRV；表面洛氏硬度標尺：HR45N、 HR30N、 HR15N和HR45T、 HR30T、 HR15T 。其中常用的幾種標尺見表1。,表1.各種洛氏硬度值的符號及應(yīng)用,2.2 洛氏硬度測定的優(yōu)缺點 優(yōu)點: 操作簡便、迅速，適宜大生產(chǎn)； 壓痕小，適宜測成品； 適用范圍廣，從極軟到極硬、從極薄到極厚的材料都能測定。 缺點： 不同標尺硬度值之間不能相互比較； 對粗大組織的金屬不適用。,硬度表示法如：38HRC、48HR30N、68HR30T等。 金屬洛氏試驗執(zhí)行的現(xiàn)

8、行標準為： GB/T 230.12004 金屬洛氏硬度試驗 第1部分：試驗方法,注意事項 試樣表面要平滑干凈； 試樣或試驗層最小厚度不小于金剛石壓頭h的10倍或鋼球壓頭h的5倍； 試驗后試樣背面不得有肉眼可見的變形痕跡；,3.布 氏 硬 度 測 試 法,3.1 布氏硬度的測量原理 加載荷P,使直徑為D的淬火鋼球壓頭壓入試件表面并保持一定時間，去載后，測量壓痕直徑d，算出壓痕面積F， P/F即為布氏硬度，用符號HB表示。布氏硬度的測量原理如圖2所示。,圖2.布氏硬度試驗原理示意圖,式中：P測試用的載荷(kg)； D壓頭鋼球的直徑(mm)； d壓痕直徑(mm)； F壓痕面積(mm2).,測出d,查

9、表即可得HB值,公式,壓頭直徑有2.5mm，5mm，10mm三種; 載荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000kg、3000kg七種; 材料的軟硬不同要配合使用。為了在不同直徑的壓頭和不同載荷下進行測試時，同一種材料的布氏硬度值相同。D與P之間要滿足相似原理。 如圖3所示。,圖3. 不同直徑的鋼球壓頭產(chǎn)生在幾何上相似的壓頭,推倒得出:,只要使P/D2為一常數(shù)，就可使保持不變，從而保持了幾何形狀相似的壓痕。 只要滿足P/D2為常數(shù)，則同一材料測得的HB值是相同的。且不同材料測得的HB值也可進行比較。 國家標準規(guī)定P/D2的比值為30、10、5三種。 實驗規(guī)

10、范見表2,式中:A為常數(shù),表2 布氏硬度的實驗規(guī)范,3.2 布氏硬度的表示方法 用10mm鋼球，在3000kg載荷下保持10s，測得的布氏硬度值表示為字母HB加上所測得的硬度值，例如HB400。 在其他試驗條件下，在HB后面要注明鋼球直徑、載荷大小及保載時間，例如：130HBW10/1000/30表示用10mm的硬質(zhì)合金球在9.807kN載荷下保持30s測得的布氏硬度為130。 硬度值表示法中一般不寫單位。 試驗標準：GB 231.12002 金屬布氏硬度試驗 第1部分：試驗方法。,3.3布氏硬度測定的優(yōu)缺點 優(yōu)點 因壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值; 因壓痕面積較大

11、,測值較準確,測量誤差較小;而不受個別組成相及微小不均勻度的影響。 布氏硬度值和抗拉強度b間存在一定換算關(guān)系。 見表3。,表3. 布氏硬度與抗拉強度的關(guān)系,缺點 由于壓痕大,只宜測半成品; 不宜測太薄，太軟、太硬（0.25Dd0.6D）的材料； 對不同材料和厚度的試樣需更換壓頭和試驗力，測壓痕直徑費時，還得查表，所以效率低。,3.5 測量注意事項: d的范圍應(yīng)為0.25Dd0.6D，否則測量結(jié)果無效； 由于壓痕周圍存在變形硬化現(xiàn)象約2-3倍的d，要求相鄰兩個點的距離4d，軟材料6d；否則測得的值將高于實際值； 試件厚度不小于壓痕深度的10倍； 壓痕離試件邊緣的距離應(yīng)不小于壓痕直徑。 安全注意事

12、項,4. 維氏硬度測試法,4.1 維氏硬度的測量原理 測量原理基本上和布氏硬度相同，所不同的是用金剛石正四棱錐壓頭。正四棱錐兩對面的夾角為136，底面為正方形，如圖4所示。 維氏硬度所用的載荷有1kg、3kg、5kg、10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，負載的選擇主要取決于試件的厚度。,圖4 維氏金剛石棱錐壓頭,維氏硬度的測試原理,壓痕是一個底面為正方形的正四棱錐。用顯微鏡測定方坑對角線長度d，維氏硬度值HV等于所用載荷與壓痕面積的比值。 壓痕面積F為：F=d2/2sin68 硬度表示為：HV=P/F=1.8544P/d2kg/mm2 式中：P載荷； d對角線長度

13、； F壓痕面積。,當(dāng)載荷P已知時，只要測得壓痕對角線長度d，就可以求出維氏硬度值。 通常是在測量d值后從壓印對角線與維氏硬度對照表中查出相應(yīng)的硬度值。,4.2壓痕對角線的測量,壓痕對角線長度是用附在硬度計上的顯微測微器測量的。 測量精度可達10-3mm。應(yīng)測出兩條互相垂直的對角線的長度，取平均值。 規(guī)定兩條壓痕對角線之差與較短對角線之比不大于2%。若材料各個方向上的硬度不均勻而使比值2%者，需要在硬度值后面注明。,維氏硬度表示法 640 HV 30 表示用136金剛石壓頭在294.2N試驗力作用下保持1015秒測得的維氏硬度值為640。 640 HV 30/20 表示用136金剛石壓頭在294

14、.2N試驗力作用下保持20秒測得的維氏硬度值為640。,4.3 對試樣的要求,要求試樣經(jīng)過拋光，試樣厚度至少是壓痕深度的10倍或者不小于壓痕對角線的1.5倍，在滿足這個條件的情況下盡可能選用較大載荷，可減少測量誤差。,4.4 優(yōu)缺點及注意事項 優(yōu)點 可測定從極軟到極硬各種金屬材料的硬度,且不同載荷下的維氏硬度值可以進行比較。 維氏硬度值測量精確可靠，在材料科學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用。,4.4 優(yōu)缺點及注意事項 缺點 維氏硬度需測量對角線的長度，然后通過計算或查表才能得到硬度值。測量過程繁瑣，工作效率低。在測量過程中，采用計算機控制測量過程，采集和處理數(shù)據(jù)，可能克服上述缺點并大大提高工作效率。,注意

15、維氏硬度兩相鄰壓痕中心之間的距離，對于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的3倍；對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的6倍。如果相鄰兩壓痕大小不同，應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。 金屬維氏硬度試驗執(zhí)行的現(xiàn)行標準為： GB/T 4340.11999 金屬維氏硬度試驗 第1部分：試驗方法。,5 使用硬度計應(yīng)注意的事項,除了各種硬度計使用時特殊注意事項外，還有一些共同的應(yīng)注意的問題，現(xiàn)列舉如下：,1)硬度計本身會產(chǎn)生兩種誤差： 一是其零件的變形、移動造成的誤差； 二是硬度參數(shù)超出規(guī)定標準所造成的誤差。對第二種誤差，在測量前需用標準塊對硬度計進行校準。,洛氏硬度各標度有一事實上的適用范圍，要根

16、據(jù)規(guī)定正確選用。例如，硬度高于HRB100時，應(yīng)采用HRC標度進行測試；硬度低于HRC20時應(yīng)用HRB標度進行測試。因為超出其規(guī)定的測試范圍時，硬度計的精確度及靈敏度較差，硬度值不準確，不宜使用。 其他硬度測試法也都規(guī)定有相應(yīng)的校正標準。,2) 壓頭避免撞擊,保持清潔; 3)在試件允許的情況下，一般選不同部位至少測試三個硬度值，取平均值，取平均值作為試件的硬度值。,4) 對形狀復(fù)雜的試件要采用相應(yīng)形狀的墊塊，固定后方可測試。對圓試件一般要放在V形槽中測試。 5) 加載時動作要輕穩(wěn)，加載時不能移動試樣或轉(zhuǎn)動壓頭。,實驗內(nèi)容 1洛氏硬度：不同熱處理狀態(tài)的T10鋼或45號鋼，每組7塊試樣，每個樣打三

17、個點取平均值，做出材料熱處理狀態(tài)與硬度對應(yīng)的曲線圖或表。 2. 45號鋼布氏硬度，測量壓痕的直徑，利用公式計算布氏硬度值。,思 考 題 1最常用的硬度計有哪幾類？其硬度用什么符號表示？ 2洛氏硬度計的測量原理是什么？ 3最常用的三種洛氏硬度標準的壓頭載荷是如何配合使用的？ 4布氏和維氏硬度的試驗原理是什么？ 5試說明布氏、洛氏、維氏硬度試驗的優(yōu)缺點、適用范圍及測量注意事項。 6符號130HBW10/1000/30、HRC50、640 HV30/20 的含義？,實驗一 鐵碳合金平衡組織觀察 一、實驗?zāi)康?1. 學(xué)會使用光學(xué)顯微鏡； 2. 掌握鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的組織特征。,實驗一 鐵碳合金平衡

18、組織觀察 二、實驗儀器 4A型金相顯微鏡,鐵碳合金平衡組織 鐵碳合金平衡狀態(tài)的顯微組織是指合金在極為緩慢的條件下，即接近于平衡狀態(tài)下所得到的組織； 可以根據(jù)Fe-Fe3C平衡相圖來分析合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織； 鐵碳合金在室溫下的平衡組織均由鐵素體（F）和滲碳體（Fe3C）兩相按不同數(shù)量、大小、形態(tài)和分布所組成。,鐵碳合金的分類,Fe-C平衡相圖,鐵碳合金的分類 根據(jù)鐵碳合金的含碳量和組織的不同，可將其分為三類： 1.工業(yè)純鐵（含碳0.0218%）顯微組織為鐵素體： 2.鋼（含碳0.02182.11% ）其特點是高溫組織為單相奧氏體，具有良好的塑性，適于鍛造。根據(jù)試問組織的不同，鋼又可分為三

19、類： 亞共析鋼（含碳0.77%）組織為鐵素體和珠光體； 共析鋼（含碳量為0.77%）組織是珠光體； 過共析鋼（含碳0.77%）珠光體和滲碳體 3.白口鑄鐵（含碳量2.116.69%）特點是液態(tài)結(jié)晶時都有共晶轉(zhuǎn)變，具有好的鑄造性。但高溫組織中滲碳體量多，性脆，不適合鍛造。根據(jù)室溫組織的不同，白口鑄鐵又分為三類： 亞共晶白口鑄鐵（含碳4.3%）組織為珠光體、滲碳體與變態(tài)萊氏體； 共晶白口鑄鐵（含碳量為4.3%）組織是變態(tài)萊氏體； 過共晶白口鑄鐵（含碳4.3%）組織是滲碳體與變態(tài)萊氏體。,鐵碳合金的組織 1.工業(yè)純鐵,工業(yè)純鐵組織,碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.0218%的鐵碳合金稱為工業(yè)純鐵； 白亮基底是鐵

20、素體的不規(guī)則等軸晶。黑色線條是鐵素體的晶界； 在某些晶界可以看到少量不連續(xù)薄片狀三次滲碳體； 硬度、強度不高而塑性、韌性較好。,2.碳鋼 （1）共析鋼 含碳量為0.77%，在727以上的組織為奧氏體，冷至727時發(fā)生共析反應(yīng)：,珠光體電鏡照片,珠光體光鏡照片,將鐵素體與滲碳體的機械混合物稱為珠光體（P）。室溫下珠光體中滲碳體的質(zhì)量分數(shù)約為12%； 慢冷所得到的珠光體呈層片狀； 采用電子顯微鏡高倍放大能看出Fe3C薄層的厚度， Fe3C窄條與基體F兩者有明顯的分界線。普通光學(xué)顯微鏡下觀察時，只能看到Fe3C成細黑線條分布在鐵素體上； 位向相同的一組鐵素體加滲碳體片層，稱為一個共析領(lǐng)域； 當(dāng)放大倍

21、數(shù)低，珠光體組織細密或浸蝕過深時，珠光體中的片層難以分辨，呈一片暗色區(qū)域。,2.碳鋼 （2）亞共析鋼 亞共析鋼的含碳量為0.0218%0.77%，其組織為先共析鐵素體加珠光體。,20鋼 平衡組織,40鋼 平衡組織,在顯微鏡下鐵素體呈亮色，珠光體呈暗色； 鐵素體的形態(tài)隨合金含碳量（即鐵素體的量）的多少而變化。例如20鋼，其組織的基體為等軸晶粒，少量暗色珠光體分布在鐵素體晶粒邊界或三叉晶界上，呈不規(guī)則島狀，40鋼珠光體與鐵素體量相當(dāng)，當(dāng)碳含量大于0.5%時，珠光體成為鋼的基體，鐵素體呈連續(xù)或斷續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀圍繞著珠光體分布。,2.碳鋼 （3）過共析鋼 過共析鋼的含碳量為0.77%2.11%，但由于含碳

22、量過高，二次滲碳體量增多，使鋼變脆，實用鋼的最大含碳量只到1.3%。,T12鋼 硝酸酒精腐蝕,過共析鋼的組織由珠光體及二次滲碳體組成，二次滲碳體呈網(wǎng)狀，分布在晶粒邊界，含碳量愈高，滲碳體網(wǎng)越多越完整；,3.白口鑄鐵 （1）共晶白口鑄鐵,共晶白口鑄鐵,共晶白口鑄鐵的含碳量為4.3%，此合金由液態(tài)冷卻到1148時，全部發(fā)生共晶反應(yīng)： 所得產(chǎn)物為萊氏體（Ld），呈豹皮狀，其中奧氏體呈短棒或小條狀分布在滲碳體基礎(chǔ)上，在以后的繼續(xù)冷卻過程中，只有奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，先析出二次滲碳體，后在727形成珠光體。； 沿奧氏體邊界析出的二次滲碳體，常與共晶滲碳體連成一片，不易分辨； 室溫組織是由奧氏體轉(zhuǎn)變來的二次滲碳

23、體、珠光體及原共晶滲碳體組成，稱變態(tài)萊氏體（Ld）。所謂變態(tài)的實質(zhì)是指共晶內(nèi)部組成物改變，并非形貌改觀，在顯微鏡下觀察變態(tài)萊氏體仍呈豹皮狀 。,3.白口鑄鐵 （1）亞共晶白口鑄鐵,亞共晶白口鑄鐵,亞共晶白口鑄鐵含碳量為2.11%4.3%； 這類合金凝固時先析出初生奧氏體，呈樹枝狀，剩余液體在1148發(fā)生共晶反應(yīng)得到萊氏體，繼續(xù)冷卻時初生奧氏體及共晶體中的奧氏體各在原地發(fā)生相同的轉(zhuǎn)變，即先析出二次滲碳體，后形成珠光體； 室溫組織是由初生奧氏體轉(zhuǎn)變所得的二次滲碳體加珠光體（Fe3CII+P）及變態(tài)萊氏體Ld所組成 。,3.白口鑄鐵 （1）過共晶白口鑄鐵,亞共晶白口鑄鐵,過共晶白口鑄鐵含碳量為4.3

24、%6.69%； 過共晶白口鑄鐵的組織由粗大片狀的一次滲碳體加變態(tài)萊氏體組成。,實驗所用材料 表中列出了觀察所用的金相試樣，共5套,實驗內(nèi)容 1. 學(xué)習(xí)顯微鏡的原理及操作過程； 2. 觀察、分析工業(yè)純鐵、亞共析鋼45鋼、共析鋼T8、過共析鋼T12、亞共析白口鑄鐵B亞、共析白口鑄鐵B、過共析白口鑄鐵B過的組織特征，并畫出各組織示意圖。 思考題 1. 簡述純鐵的室溫組織與其性能關(guān)系。 2. 鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)的特點。 3. 簡述Fe-Fe3C相圖中三個基本反應(yīng)：包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，注出含碳量及溫度。 4. 何謂碳素鋼？何謂白口鑄鐵？兩者的成分

25、、組織和性能有何差別？ 5. 變態(tài)萊氏體的塑性比珠光體的差，說明原因。,實驗二 鐵碳合金非平衡組織觀察 一、實驗?zāi)康?1. 觀察和研究碳鋼經(jīng)不同形式熱處理后顯微組織的特征； 2. 了解熱處理工藝對鋼組織和性能的影響。,實驗原理 碳鋼在不平衡狀態(tài)，即快冷條件下的顯微組織不能用鐵碳合金相圖來加以分析，而應(yīng)由過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖C曲線來確定； 按照不同的冷卻條件，過冷奧氏體將在不同的溫度范圍發(fā)生不同類型的轉(zhuǎn)變。通過金相顯微鏡觀察，可以看出過冷奧氏體各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)各不相同。 熱處理之所以能使鋼的性能發(fā)生顯著變化，主要是由于鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列變化。 采用不同的熱處理工藝，將會使鋼得

26、到不同的組織，從而獲得所需性能。,共析鋼C曲線,一般有以下幾種熱處理方法,熱處理工藝,熱處理種類雖然很多，但各種熱處理都不外乎包括加熱、保溫、冷卻三個階段。,熱處理工藝,熱處理工藝曲線,1.鋼的退火及正火組織 亞共析成分的碳鋼（如40、45鋼等）一般采用完全退火，經(jīng)退火后可得到接近于平衡狀態(tài)的組織； 過共析成分的碳素工具鋼（如T10、T12鋼等）一般采用球化退火，T12鋼經(jīng)球化退火后組織中的二次滲碳體及珠光體中的滲碳體都將變成顆粒狀 ； 正火是將鋼加熱到AC3或Acm以上3050，保溫后進行空冷，由于冷卻速度比退火稍快，組織中的珠光體相對量較高，且片層較細密； 對于低碳鋼來說，正火后提高了硬度

27、，對于高碳鋼來說可消除網(wǎng)狀滲碳體，為下一步球化退火及淬火做準備。,T12鋼球化退火組織,45鋼經(jīng)正火后的組織,圖中均勻而分散的細小粒狀組織就是粒狀滲碳體 。,45鋼經(jīng)正火后的組織通常要比退火的細，珠光體的相對含量也比退火組織中的多 ； 圖中黑的部分為索氏體組織，白色部分為鐵素體組織。,2.鋼的淬火組織 凡是淬透性好的材料經(jīng)過淬火處理后均獲得馬氏體組織，而馬氏體的形態(tài)又根據(jù)其本身的含碳量不同而有所區(qū)別。最常見的馬氏體有板條馬氏體和片狀馬氏體。 （1）板條馬氏體 板條狀馬氏體的立體形態(tài)為細長的板條狀，在低碳鋼中長度約幾微 米，橫截面近似橢圓形，平均直徑小于1m，通常為0.10.2m，在顯微鏡下表示

28、為一束束細條狀的組織。每束的條與條之間以小角度晶界分開，束與束之間有較大的位相差。這些有規(guī)則的成群堆集的馬氏體板條為成束的從奧氏體晶界中長出。 低碳馬氏體呈板條狀，因此稱低碳馬氏體為板條馬氏體，其亞結(jié)構(gòu)內(nèi)具有高密度位錯，也稱位錯馬氏體。,2.鋼的淬火組織 （2）片狀馬氏體 片狀馬氏體的立體形態(tài)是由許多厚度較小的凸透鏡狀晶體按不同角度分布所組成。在金相顯微鏡下觀察為片狀、竹葉狀或針狀，通常出現(xiàn)針狀和竹葉狀的幾率較大，所以一般稱針狀馬氏體； 當(dāng)金屬磨面與馬氏體平行相切時，可看到大馬氏體片。相鄰針狀馬氏體片之間互不平行，是這種組織的主要特征； 在一個奧氏體晶粒內(nèi)第一片形成的馬氏體往往貫穿整個奧氏體晶

29、粒，將奧氏體晶粒加以分割，使以后形成的馬氏體片受到限制。因此，片狀馬氏體大小不一，有的馬氏體片中有一條中脊面，在馬氏體片周圍往往有參與奧氏體； 片狀馬氏體晶內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，所以也叫做孿晶型馬氏體。,板條馬氏體顯微組織,片狀馬氏體顯微組織,2.鋼的淬火組織 淬火冷卻速度，有油冷和水冷；根據(jù)加熱溫度又分為不完全淬火，正常淬火和過熱淬火。 （1）不完全淬火：將45鋼加熱到Ac1以上，但低于Ac3（760 ），然后在水中冷卻，這種淬火稱為不完全淬火。 在這個溫度加熱，部分鐵素體尚未溶入奧氏體中，經(jīng)淬火后將得到馬氏體和鐵素體組織。在金相顯微鏡中觀察到的是呈暗色針狀馬氏體基底上分布有白色塊狀鐵素體。 （2）正常淬火：45鋼經(jīng)正常淬火（860）后將獲得細針狀馬氏體，由于馬氏體針非常細小，在顯微鏡中不易分清。 （3）過熱淬火：若將淬火溫度提高到1000（過熱淬火），由于奧氏體晶粒的粗化，經(jīng)淬火后將得到粗大針狀馬氏體組織 。,45鋼不完全淬火組織,45鋼正常淬火組織,45鋼過熱淬火組織,2.鋼的淬火組織 淬火冷卻速度，有油冷和水冷；根據(jù)加熱溫度又分為不完全淬火，正常淬火和過熱淬火。 若將45鋼加熱到正常淬火溫度，然后在油中冷卻，則由于冷卻速度不足，得到的組織將是馬氏體和部分屈氏體（或混有少量貝氏體）。,45鋼800油冷的顯微組織,亮白色為馬氏體，呈黑色塊