最新工程材料及熱處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、工程材料及熱處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)械與能源工程系實(shí)驗(yàn)6 鐵碳合金平衡狀態(tài)的顯微組織分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識鐵碳合金平衡組織的特征，初步識別各種鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織。2、分析和認(rèn)識碳鋼的含碳量與其平衡組織的關(guān)系。3、進(jìn)一步認(rèn)識對平衡狀態(tài)下碳鋼的成分、組織、性能間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理碳鋼和鑄鐵是工業(yè)上最重要、最基本、應(yīng)用最廣的金屬材料，通常把鋼和鑄鐵統(tǒng)稱為鐵碳合金，他們的性能與組織有著密切的關(guān)系，因此熟悉并掌握它們的組織，對于合理使用鋼鐵材料具有十分重要的實(shí)際指導(dǎo)意義，也是對鋼鐵材料使用者最基本的要求。1、碳鋼和白口鑄鐵的平衡組織平衡組織一般是指合金在極為緩慢冷卻的條件下（如退火狀態(tài)）所得到的

2、組織。鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織可以根據(jù)Fe-Fe3C相圖來分析。由相圖可知，所有碳鋼和白口鑄鐵在室溫時的顯微組織均由鐵素體（F）和滲碳體（Fe3C）組成。但是，由于碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同、結(jié)晶條件的差別，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量、形態(tài)、分布的混合情況均不一樣，因而呈現(xiàn)各種不同特征的組織組成物。2、各種相組分或組織組分的特征碳鋼和白口鑄鐵的金相試樣經(jīng)浸蝕后，其平衡組織中各種相組分或組織組分的形態(tài)特征和性能如下所述。鐵素體：鐵素體是碳溶于-Fe中形成的間隙固溶體。經(jīng)3%5%的硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下為白亮色多邊形晶粒。在亞共析鋼中，鐵素體呈塊狀分布；當(dāng)含碳量接近于共析成分時，鐵素體則呈斷續(xù)的

3、網(wǎng)狀分布于珠光體周圍。鐵素體具有良好的塑性及磁性，硬度較低，一般為80HBS120HBS。滲碳體：抗浸蝕能力較強(qiáng)，經(jīng)3%5%酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下觀察同樣呈白亮色。一次滲碳體呈長白條狀分布在萊氏體之間；二次滲碳體呈網(wǎng)狀分布于珠光體的邊界上；三次滲碳體分布在鐵素體晶界處；珠光體中的滲碳體一般呈片狀。另外，經(jīng)不同的熱處理后，滲碳體可以呈片狀、粒狀或斷續(xù)網(wǎng)狀。滲碳體的硬度很高，可達(dá)800HV以上，但其強(qiáng)度、塑性都很差，是一種硬而脆的相。珠光體：是由鐵素體片和滲碳體片相互交替排列形成的層片狀組織。經(jīng)3%5%酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下觀察其組織中的鐵素體和滲碳體都呈白亮色，而鐵素體和滲碳體的相界被浸

4、蝕后呈黑色線條。實(shí)際上，珠光體在不同放大倍數(shù)的顯微鏡下觀察時，具有不大一樣的特征。在高倍(600×以上)下觀察時，珠光體中平行相間的寬條鐵素體和細(xì)條滲碳體都呈亮白色，而其邊界呈黑色；在中倍(400×左右)下觀察時，白亮色的滲碳體被黑色邊界所“吞食”，而成為細(xì)黑條，這時看到珠光體是寬白條鐵素體和細(xì)黑條滲碳體的相間混合物；在低倍(200×以下)下觀察時，連寬白條的鐵素體和細(xì)黑條的滲碳體也很難分辨，這時珠光體為黑色塊狀組織。由此可見，在其他條件相同情況下，當(dāng)放大倍數(shù)不同時，同一組織所呈現(xiàn)的特征會不一樣，所以在顯微鏡下鑒別金相組織首先要注意放大倍數(shù)。珠光體硬度為19023

5、0HBS，且隨層間距的變小硬度升高。強(qiáng)度較好，塑性和韌性一般。萊氏體：在室溫下是珠光體和滲碳體的機(jī)械混合物。滲碳體中包括共晶滲碳體和二次滲碳體，兩種滲碳體相聯(lián)在一起，沒有邊界線，無法分辨開來。經(jīng)3%5%酒精溶液侵蝕后，其組織特征是在白亮色滲碳體基體上分布著許多黑色點(diǎn)塊狀或條狀珠光體。萊氏體硬度為700HV，性脆。它一般存在于含碳量大于2.11%的白口鑄鐵中，在某些高碳合金鋼的鑄造組織中也常出現(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)儀器和用具1、光學(xué)金相顯微鏡2、各種鐵碳合金的平衡組織標(biāo)準(zhǔn)金相試樣四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、在顯微鏡下仔細(xì)觀察辨認(rèn)下表中所列試樣組織，研究每個樣品的組織特征，并結(jié)合鐵碳相圖分析其組織形成過程。表5-

6、1 鋼鐵平衡組織試樣材料碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(C)/%處理方法組織亞共析鋼0.02180.77退火鐵素體+珠光體共析鋼0.77退火片狀珠光體過共析鋼0.772.11退火珠光體+滲碳體（）亞共晶白口鑄鐵2.114.3鑄態(tài)珠光體+萊氏體+滲碳體（）共晶白口鑄鐵4.3鑄態(tài)萊氏體過共晶白口鑄鐵4.36.69鑄態(tài)滲碳體（）+ 萊氏體2、繪出所觀察樣品的顯微組織示意圖（繪在規(guī)定的圓圈內(nèi)），并用箭頭和代表符號標(biāo)明各組織組成物。注意要點(diǎn)是，繪圖時要抓住各種組織組成物形態(tài)的特征，用示意的方法去畫。繪制組織示意圖一律用鉛筆，繪制組織圖必須在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將顯微鏡照明燈關(guān)閉，交回試樣，清整實(shí)驗(yàn)場地。五 、實(shí)驗(yàn)

7、分析及結(jié)論1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。3、畫出所觀察組織示意圖，示意圖按統(tǒng)一規(guī)格畫，并標(biāo)明各組織。圖5-1金相顯微組織記錄格式材料名稱 金相組織 處理方法 放大倍數(shù) 浸 蝕 劑 4、根據(jù)所觀察的組織，說明碳含量對鐵碳合金的組織和性能影響的大致規(guī)律。六、注意事項(xiàng)1、在觀察顯微組織時，可先用低倍全面地進(jìn)行觀察，找出典型組織，然后再用高倍放大，對部分區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)觀察。2、在移動金相試樣時，不得用手指觸摸試樣表面或?qū)⒃嚇颖砻嬖谳d物臺上滑動，以免引起顯微組織模糊不清，影響觀察效果。3、畫組織示意圖時，應(yīng)抓住組織形態(tài)的特點(diǎn)，畫出典型區(qū)域的組織。注意不要將磨痕或雜質(zhì)畫在圖上。七、思考題1、滲碳體有哪幾種？它

8、們的形態(tài)有什么差別？2、珠光體組織在低倍觀察和高倍觀察時有何不同？3、怎樣區(qū)別鐵素體和滲碳體組織？實(shí)驗(yàn)7 金屬材料的硬度試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解布氏、洛氏和維氏硬度試驗(yàn)機(jī)的使用方法和試驗(yàn)原理。2、初步掌握布氏、洛氏硬度的測定方法和應(yīng)用范圍。二、實(shí)驗(yàn)原理硬度是指金屬材料抵抗比它硬的物體壓入其表面的能力。硬度越高，表明金屬抵抗塑性變形的能力越大。它是重要的力學(xué)性能指標(biāo)之一，它與強(qiáng)度、塑性指標(biāo)之間有著內(nèi)在的聯(lián)系。硬度試驗(yàn)簡單易行，又不會損壞零件，因此在生產(chǎn)和科研中應(yīng)用廣泛。常用的硬度試驗(yàn)方法有：布氏硬度試驗(yàn)主要用于黑色、有色金屬原材料檢驗(yàn)，也可用于退火、正火鋼鐵零件的硬度測定。所用設(shè)備為布氏硬度計(jì)。

9、洛氏硬度試驗(yàn)主要用于金屬材料熱處理后的產(chǎn)品性能檢測。所用設(shè)備為洛氏硬度計(jì)。維氏硬度試驗(yàn)主要用于薄板材或金屬表層的硬度測定，以及較精確的硬度測定。所用設(shè)備為維氏硬度計(jì)。顯微硬度試驗(yàn)主要用于測定金屬材料的組織組成物或相的硬度。所用設(shè)備為顯微硬度計(jì)。1、布氏硬度試驗(yàn)原理布氏硬度試驗(yàn)是將一直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球，在規(guī)定的試驗(yàn)力P作用下壓入被測金屬表面，保持一定時間t后卸除試驗(yàn)力，并測量出試樣表面的壓痕直徑d，根據(jù)所選擇的試驗(yàn)力P、球體直徑D及所測得的壓痕直徑d的數(shù)值，求出被測金屬的布氏硬度值HBS或HBW，布氏硬度的測試原理如圖6-1所示。布氏硬度值的大小就是壓痕單位面積上所承受的壓力。單位為

10、kg/mm2或N/mm2，但一般不標(biāo)出。硬度值越高，表示材料越硬。在實(shí)驗(yàn)測量時，可由測出的壓痕直徑d直接查壓痕直徑與布氏硬度對照表而得到所測的布氏硬度值。圖6-1 布氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理示意圖設(shè)壓痕深度為h則壓痕球面積為）試樣硬度值為：式中 施加的載荷，kg或N；壓頭（鋼球）直徑，mm；壓痕直徑，mm；壓痕面積，mm2。布氏硬度試驗(yàn)方法和技術(shù)條件有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。表6-1為布氏硬度的試驗(yàn)規(guī)范。實(shí)際測定時，應(yīng)根據(jù)金屬材料種類、試樣硬度范圍和厚度的不同，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)規(guī)范，選擇鋼球直徑、載荷及載荷保持時間。表6-1 布氏硬度試驗(yàn)規(guī)范金屬類型布氏硬度值范圍(HBS)試樣厚度/載荷P與鋼球直徑D的相互關(guān)系鋼

11、球直徑D/載荷P/kgf載荷保持時間t /s黑色金屬14045063P=30D1030001042575022.5187.51406P=10D1010001063525032.562.5有色金屬13063P=30D1030003042575022.5187.53613096P=10D1010003063525032.562.58356P=2.5D102506063562.532.515.62、洛氏硬度試驗(yàn)原理圖6-2 洛氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理示意圖洛氏硬度試驗(yàn)是目前應(yīng)用最廣的試驗(yàn)方法，和布氏硬度一樣，也是一種壓入硬度試驗(yàn)，但它不是測定壓痕的面積，而是測量壓痕的深度，以深度的大小表示材料的硬度值。洛氏

12、硬度試驗(yàn)是以錐角為120°的金剛石圓錐體或者直徑為1.588mm的淬火鋼球?yàn)閴侯^，在規(guī)定的初載荷和主載荷作用下壓入被測金屬的表面，然后卸除主載荷。在保留初載荷的情況下，測出由主載荷所引起的殘余壓入深度h值，再由h值確定洛氏硬度值HR的大小，其計(jì)算公式如下： HR =（Kh）/0.002式中h的單位為mm。K為常數(shù)，當(dāng)采用金剛石圓錐壓頭時，K=100；當(dāng)采用淬火鋼球壓頭時，K=130。洛氏硬度試驗(yàn)試驗(yàn)原理如圖6-2所示。為了能用同一硬度計(jì)測定從極軟到極硬材料的硬度，可以通過采用不同的壓頭和載荷，組成15種不同的洛氏硬度標(biāo)尺，其中最常用的有HRA、HRB、HRC三種。其試驗(yàn)規(guī)范如表6-2

13、所示。 表6-2 洛氏硬度的試驗(yàn)規(guī)范標(biāo)度符號壓頭類型總載荷/kg常用硬度值范圍應(yīng)用舉例HRA120°金剛石圓錐607085碳化物、硬質(zhì)合金、表面硬化工件等HRB直徑為1.588的淬火鋼球10025100軟鋼、退火或正火鋼、銅合金等等HRC120°金剛石圓錐1502067適用淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等3、維氏硬度試驗(yàn)原理圖6-3 維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理示意圖維氏硬度的測定原理基本上和布氏硬度相同，也是根據(jù)壓痕單位面積上的載荷計(jì)量硬度值。維氏硬度試驗(yàn)原理圖6-3所示。 所不同的是維氏硬度試驗(yàn)采用的壓頭為金剛石的錐面夾角為136°的正四棱錐體壓頭。試驗(yàn)時，在載荷P（公斤力）的作用下，

14、試樣表面上壓出一個四方錐形的壓痕，測量壓痕對角線長度d（毫米），借以計(jì)算壓痕的表面積F（毫米2）,以P/F的數(shù)值表示試樣的硬度值，用符號HV表示。三、實(shí)驗(yàn)儀器和用具1、HBRUV-187.5型布洛維光學(xué)硬度計(jì)2、碳鋼試樣和標(biāo)準(zhǔn)硬度塊四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟（一）試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作1、接通電源，根據(jù)試驗(yàn)方法，開啟開關(guān)。2、測試件的表面應(yīng)平整光潔，不得帶有污物、氧化皮、裂縫、凹坑等顯著的加工痕跡。3、根據(jù)試件的形狀，選用合適的工作臺。4、將硬度計(jì)的加荷手柄按逆時針方向拉向前方，使負(fù)荷處于卸荷狀態(tài)。（二）試驗(yàn)步驟1、根據(jù)硬度試驗(yàn)方法，選擇壓頭，將壓頭柄插入測桿軸孔中，輕微擰動固定螺釘。2、根據(jù)硬度試驗(yàn)方法，

15、選擇試驗(yàn)負(fù)荷，順時針轉(zhuǎn)動變荷手輪，使所需負(fù)荷數(shù)字對應(yīng)于固定刻線。3、將試件穩(wěn)妥地放置在工作臺上，然后轉(zhuǎn)動旋輪，使升降絲桿上升，當(dāng)試件與壓頭接觸，投影標(biāo)尺相應(yīng)上升，最后使標(biāo)尺基線接近重合，可相差±5個分度值，停止上升。4、用微調(diào)旋鈕調(diào)整零位，使標(biāo)尺基線與投影屏完全重合。5、將加荷手柄心逆時針方向推向前，在加荷過程中，投影屏上顯示出來的標(biāo)尺刻線由上而下地移動，直至標(biāo)尺停止下降，開始計(jì)算保荷時間。待保荷時間到，再扳動手柄到原位。6、投影屏上指示標(biāo)尺刻線于固定標(biāo)尺線的計(jì)數(shù)值即是被沒試件的洛氏硬度值。下降絲桿，使試件脫離壓頭。7、其中布氏、維氏硬度試驗(yàn)以上述步驟完成之后，將上溜板與試件一起移至

16、顯微鏡下，逐步微量上升絲桿，對準(zhǔn)焦距，使壓痕成像清晰，測量壓痕直徑或壓痕對角線的長度，然后查附表得到布氏或維氏硬度值。8、測量顯微鏡對壓痕的計(jì)算方法如下： L=n·l式中： L壓痕直徑或?qū)蔷€長度（微米） n壓痕測量所得格數(shù)（即第一次計(jì)數(shù)與第二次讀數(shù)之差） l 測量顯微鏡鼓輪最小分度值，用2.5X物鏡時為0.004毫米（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、熟悉各種硬度計(jì)的構(gòu)造原理、使用方法及注意事項(xiàng)。2、在硬度計(jì)上測量碳鋼試樣或標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的壓痕直徑的水平長度和垂直長度，再取平均值，然后查附表或計(jì)算得到布氏硬度值。并記錄試驗(yàn)結(jié)果。3、在硬度計(jì)上測定碳鋼試樣的洛氏硬度，每個試樣至少測三個試驗(yàn)點(diǎn)，再取一個平均

17、值，并記錄試驗(yàn)結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果。3、簡述布氏、洛氏、維氏硬度計(jì)的適用范圍。六、注意事項(xiàng)1、試樣的試驗(yàn)表面應(yīng)盡可能是光滑的平面，不應(yīng)有氧化皮及外來污物。2、試樣的坯料可采用各種冷熱加工方法從原材料或機(jī)件上截取，但試樣在制備過程應(yīng)盡量避免各種操作因素引起的試樣過熱，造成試樣表面硬度的改變。3、試樣的厚度至少應(yīng)為壓痕深度的10倍。七、思考題1、布氏、洛氏、維氏硬度值能否進(jìn)行比較？2、布氏、洛氏、維氏硬度值是否有單位，需要寫單位嗎？3、布氏、洛氏、維氏硬度試驗(yàn)方法各有何優(yōu)缺點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)8 碳鋼的熱處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解普通熱處理四把火（退火，正火，淬火，回火）的方

18、法。2、分析碳鋼在熱處理時，加熱溫度、冷卻速度及回火溫度對其組織與硬度的影響。3、了解碳鋼含碳量對淬火后硬度的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理熱處理是一種很重要的熱加工工藝方法，也是充分發(fā)揮金屬材料性能潛力的重要手段。熱處理的主要目的是改變鋼的性能，其中包括使用性能及工藝性能。鋼的熱處理工藝特點(diǎn)是將鋼加熱到一定的溫度，經(jīng)一定時間的保溫，然后以某種速度冷卻下來，通過這樣的工藝過程能使鋼的性能發(fā)生改變。1、加熱溫度選擇（1）退火加熱溫度鋼的退火通常是把鋼加熱到臨界溫度或以上，保溫一段時間，然后緩緩地隨爐冷卻。此時，奧氏體在高溫區(qū)發(fā)生分解而得到比較接受平衡狀態(tài)的組織。一般亞共析鋼加熱至AC3(3050)（完全退火

19、）；共析鋼和過共析鋼加熱至AC1(2030)（球化退火），目的是得到球化體組織，降低硬度，改善高碳鋼的切削性能，同時為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。（2）正火加熱溫度正火則是將鋼加熱到或以上3050，保溫后進(jìn)行空冷。由于冷卻速度稍快，與退火組織相比，組織中的珠光體相對量較多，且片層較細(xì)密，所以性能有所改善。圖7-1 退火和正火的加熱溫度范圍 圖7-2 淬火的加熱溫度范圍一般亞共析鋼加熱至AC3(5070)；過共析鋼加熱至ACm(5070)，即加熱到奧氏體單相區(qū)。退火和正火加熱溫度范圍選擇見圖7-1。（3）淬火加熱溫度淬火就是將鋼加熱到（亞共析鋼）或（過共析鋼）以上3050，保溫后放入各種不同的冷卻介

20、質(zhì)中快速冷卻（應(yīng)大于K），以獲得馬氏體組織。碳鋼經(jīng)淬火后的組織由馬氏體及一定數(shù)量的殘余奧氏體所組成。加熱溫度范圍選擇見圖7-2。在適宜的加熱溫度下，淬火后得到的馬氏體呈細(xì)小的針狀；若加熱溫度過高，其形成粗針狀馬氏體，使材料變脆甚至可能在鋼中出現(xiàn)裂紋。（4）回火加熱溫度鋼淬火后都需要進(jìn)行回火處理，回火溫度取決于最終所要求的組織和性能（工廠常根據(jù)硬度的要求），通常按加熱溫度的高低，回火可分為以下三類。低溫回火：加熱溫度為150250。其目的主要是降低淬火鋼中的內(nèi)應(yīng)力，減少鋼的脆性，同時保持鋼的高硬度和耐磨性。常用于高碳鋼制的切削工具、量具和滾動軸承件及滲碳處理后的零件等。中溫回火：加熱溫度為350

21、500。其目的主要是獲得高的彈性極限，同時有高的韌性。主要用于各種彈簧熱處理。高溫回火：加熱溫度為500650。其目的主要是獲得既有一定的強(qiáng)度、硬度，又有良好的沖擊韌性的綜合機(jī)械性能。通常把淬火后加高溫回火的熱處理稱做調(diào)質(zhì)處理。主要用于處理中碳結(jié)構(gòu)鋼，即要求高強(qiáng)度和高韌性的機(jī)械零件，如軸、連桿、齒輪等。2、保溫時間的確定在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行熱處理實(shí)驗(yàn)，一般采用各種電爐加熱試樣。當(dāng)爐溫升到規(guī)定溫度時，即打開爐門裝入試樣，通常將工件升溫和保溫所需時間算在一起，統(tǒng)稱為加熱時間。熱處理加熱時間實(shí)際上是將試樣加熱到淬火所需的時間及淬火溫度停留所需時間的總和。加熱時間與鋼的成分、工件的形狀尺寸、所用的加熱介質(zhì)、加

22、熱方法等因素有關(guān)，一般按照經(jīng)驗(yàn)公式加以估算，。一般規(guī)定，在空氣介質(zhì)中，升到規(guī)定溫度后的保溫時間，對碳鋼來說，按工件厚度（或直徑）每毫米一分鐘 到一分半鐘估算；合金鋼按每毫米兩分鐘估算。在鹽浴爐中，保溫時間則可縮短1倍。對鋼件在電爐中保溫時間的數(shù)據(jù)可參考表7-1。表7-1 鋼件在電爐中的保溫時間選擇參考數(shù)據(jù)材料工件厚度或直徑(毫米)保溫時間（分）碳鋼2520255045507560低合金鋼2525255060507560當(dāng)工件厚度或直徑小于25毫米時，可按每毫米保溫一分鐘計(jì)算。圖7-3 淬火時的理想冷卻曲線示意圖3、冷卻方式和方法熱處理時冷卻方式（冷卻速度）影響著鋼的組織和性能。選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s方

23、式，才能獲得所要求的組織和性能。鋼的退火一般采用隨爐冷卻到600550以下再出爐空冷；正火采用空氣冷卻；淬火時，鋼在過冷奧氏體最不穩(wěn)定的范圍650550內(nèi)冷卻速度應(yīng)大于臨界冷卻速度，以保證工件不轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類型組織，而在Ms點(diǎn)附近時，冷卻速度應(yīng)盡可能慢些，以降低淬火內(nèi)應(yīng)力，減少工件的變形和開裂。理想的冷卻速度如圖7-3所示。淬火介質(zhì)不同，其冷卻能力不同，因而工件的冷卻速度也就不同。合理選擇冷卻介質(zhì)是保證淬火質(zhì)量的關(guān)鍵。對于碳鋼來說，用室溫的水作淬火介質(zhì)通常能保證得到較好的結(jié)果。目前常用的淬火介質(zhì)和它們冷卻能力見表7-2。表7-2 常用的淬火介質(zhì)和其冷卻能力數(shù)據(jù)淬火介質(zhì)冷卻速度/秒在650450

24、區(qū)間內(nèi)在200300區(qū)間內(nèi)水（18）600270水（20）500270水（50）100270水（74）3027010苛性鈉水溶液（18）120030010氯化鈉水溶液（18）11030050礦物油150304、碳鋼熱處理后的組織（1）碳鋼的退火和正火組織亞共析鋼采用“完全退火”后，得到接近于平衡狀態(tài)的顯微組織。即鐵素體加珠光體。共析鋼和過共析鋼多采用“球化退火”，獲得在鐵素體基體上均勻分布著粒狀滲碳體的組織，稱為球狀珠光體或球化體。球狀珠光體的硬度比層片狀珠光體低。亞共析鋼的正火組織為鐵素體加索氏體，共析鋼的正火組織一般均為索氏體；過共析鋼的正火組織為細(xì)片狀珠光體及點(diǎn)狀滲碳體；對于同樣的碳鋼，

25、正火的硬度比退火的略高。（2）鋼的淬火組織鋼淬火后通常得到馬氏體組織。當(dāng)奧氏體中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.5%時，淬火組織為馬氏體和殘余奧氏體。馬氏體可分為兩類板條馬氏體和片（針）狀馬氏體。（3）淬火后的回火組織回火是將淬火后的鋼件加熱到指定的回火溫度，經(jīng)過一定時間的保溫后，空冷到室溫的熱處理操作?；鼗饡r引起馬氏體和殘余奧氏體的分解。淬火鋼經(jīng)低溫回火（150250），馬氏體內(nèi)的過飽和碳原子脫溶沉淀，析出與母相保持著共格聯(lián)系的碳化物，這種組織稱為回火馬氏體?；鼗瘃R氏體仍保持針片狀特征，但容易受浸蝕，故顏色要比淬火馬氏體深些，是暗黑色的針狀組織?；鼗瘃R氏體具有高的強(qiáng)度和硬度，而韌性和塑性較淬火馬氏體有明顯改善。淬火鋼經(jīng)中溫回火（350500）得到在鐵素體基體中彌散分布著微小粒狀滲碳體的組織，稱為回火屈氏體?；鼗鹎象w中的鐵素體仍然基本保持原來針狀馬氏體的形態(tài)，滲碳體則呈細(xì)小的顆粒狀，在光學(xué)顯微鏡下不易分辨清楚，故呈暗黑色回火屈氏體有較好的強(qiáng)度，最高的彈性，較好的韌性。淬火鋼高溫回火（500650）得到的組織稱為回火索氏體，它是由粒狀滲碳體和等軸形鐵素體組成混合物?；鼗鹚魇象w具有強(qiáng)度、韌性和塑性較好的綜合機(jī)械性能。回火所得到的回火索氏體和回火屈氏體與由過冷奧氏體直接分解出來的索氏體和屈氏體在顯微組