工程材料实验课

工程材料实验材料实验教学中心张旭茗实验一平衡组织与非平衡组织观察

1.平衡组织观察

2.非平衡组织观察实验二金属硬度实验实验注意事项室内保持安静、整洁；珍惜仪器；一周左右交实验报告。实验三金属表面硬度实验一、实验目的1.了解材料表面硬度的测试方法2.掌握布氏硬度、洛氏硬度及维氏硬度方法3.测试给定材料的布氏硬度、洛氏硬度二、实验仪器HRD-150型电动洛氏硬度计HB-3000C电子布氏硬度计金属硬度试验

硬度是金属抵抗局部变形，特别是塑性变形，压痕或划痕的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种指标。硬度试验方法硬度是材料机械性能的一种整体综合指标。硬度值不仅与材料的弹性极限、弹性模量、屈服极限、脆性、还与材料结晶状态、原子间键结合力和原子结构等都有关系。硬度测定的特点是不损坏工件、操作方便、迅速、效率高。硬度试验应用灵敏反映材料在化学成分、金相组织、热处理工艺、冷加工变形等差异；试验方法简单，不必破坏工件，适合机械装备和零部件材质现场检测； 试验压痕很小，可检查金属表面层情况，脱碳与增碳、表面淬火及化学处理后的表面硬度等。硬度试验方法分类

静压入试验

——用以测定材料对永久变形的抗力。布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度划痕试验

——测定材料对破裂的抗力。观察一种材料是否能被另一种材料划痕，马氏划痕硬度、莫氏划痕硬度犁槽试验

——将一钝头元件（通常为金刚石）以一定的载荷和相似条件下划过表面，以划痕宽度作为硬度的度量标准。Bierbaum硬度试验硬度试验方法分类

回跳试验

——或称弹性回跳法，测定材料对弹性变形的抗力。使一标准质量和尺寸的物体由试验表面弹回，取回跳高度作为硬度标准。肖氏硬度阻尼试验

——也称摇摆试验，测定材料对永久变形的抗力。摇摆法硬度磨损试验

——将试样压在一正在转动的圆盘上，以磨耗率作为硬度的度量标准冲蚀试验

——在标准条件下将磨料冲射到试验表面上，以在一定时间内损失的材料重量作为硬度的度量标准静压入硬硬度试验验定义：抵抗永久久压痕的的能力。。原理：在一定的的时间间间隔里，，将硬质质压头压压入所要要测试的金金属表面面，然后后测量压压痕的深深度或大小。。优点：材料的硬硬度和其其他物理理特性之之间存在在着某种种关系，是是一种非非破坏性性试验。。分类：宏宏观硬度度通常载荷荷在1KG以以上显微硬度度通常载荷荷小于1KG(1g-500g)纳米硬度度通常在更更小的载载荷范围围硬度试验验的特点点及应用用试样制备备简单，，可在各各种不同同尺寸的的试样上上进行试试验，试试验后试试样基本本不受破破坏；设备简便便，操作作方便，，测量速速度快；；测量范围围大:可可大(多多晶体)可小(单个晶晶粒、表表面渡层层、手表表内部小小零件等等)、可可软可硬硬各种金金属件都都可做硬硬度试验验；硬度与强强度之间间有近似似的换算算关系，，根据测测出的硬硬度值就就可以粗粗略地估估算强度度极限值值(如碳碳钢бb≈0.36HB)。测定材料料的硬度度,定性性分析材材料的组组织、性性能;测定脱碳碳层深度度;定性分析析夹杂物物性质,组成成相的性性质等。。2.洛氏氏硬度测测定法2.1洛洛氏硬硬度的测测量原理理用顶角为为120°的金金刚石圆圆锥或φφ为1.588mm的的淬火钢钢球为压压头,在在规定载载荷（初初载荷及及主载荷荷）的作作用下压压入材料料表面,经规定定保持时时间后,卸除主主试验力力，根据据压痕深深度来确确定硬度度值。图图1表示示了洛氏氏硬度的的测量原原理。图1.洛洛氏硬度度试验原原理示意意图0-0：：未加载载荷，压压头未接接触试件件时的位位置。1-1：：压头在在预载荷荷P0(98.1N)作用下下压入试试件深度度为h0时的位置置。h0包括预载载所引起起的弹形形变形和和塑性变变形。2-2：：加主载载荷P1后，压头头在总载载荷P=P0+P1的作用下下压入试试件的位位置。3-3：：去除主主载荷P1后仍保留留预载荷荷P0时压头的的位置，，压入深深度为h1。由于P1所产生的的弹性变变形被消消除，所所以压头头位置提提高了h，主载载荷引起起的塑性性变形深深度为:h=h1-h0h值越大大，试件件越软，，h值越越小，试试件越硬硬。为适应数数值越大大硬度越越高的概概念，用用一常数数K减去去h表示示硬度的的高低。。并规定定每0.002mm为为一个洛洛氏硬度度单位，，用符号号HR表表示，则则：测量值直直接在表表盘上读读出。用金刚石石圆锥压压头时，，常数K为0.2mm，硬度度值由黑黑色表盘盘表示;用用钢球(Φ=1.588mm)压头头时，常常数K为为0.26mm，硬度度值由红红色表盘盘表示.为了扩大大洛氏硬硬度的测测量范围围，可用用不同的的压头和和不同的的总载荷荷配成不不同标尺尺的洛氏氏硬度。。洛氏硬硬度共有有15种种标尺供供选择，，它们分分别为：：HRA，HRB，HRC，，HRD，HRE，HRF，，HRG，HRH，HRK，，HRL，HRM，HRP，，HRR，HRS，HRV；；表面洛洛氏硬度度标尺：：HR45N、、HR30N、HR15N和HR45T、HR30T、、HR15T。其其中常用用的几种种标尺见表1。。表1.各各种洛氏氏硬度值值的符号号及应用用2.2洛洛氏硬硬度测定定的优缺缺点优点:操作简便便、迅速速，适宜宜大生产产；压痕小，，适宜测测成品；；适用范围围广，从从极软到到极硬、、从极薄薄到极厚厚的材料料都能测测定。缺点：不同标尺尺硬度值值之间不不能相互互比较；；对粗大组组织的金金属不适适用。硬度表示示法如：：38HRC、、48HR30N、68HR30T等。金属洛氏氏试验执执行的现现行标准准为：GB/T230.1－2004金金属洛洛氏硬度度试验第第1部部分：试试验方法法注意事项项试样表面面要平滑滑干净；；试样或试试验层最最小厚度度不小于于金刚石石压头h的10倍或钢钢球压头头h的5倍；试验后试试样背面面不得有有肉眼可可见的变变形痕迹迹；3.布氏氏硬硬度测测试试法3.1布布氏硬硬度的测测量原理理加载荷P,使直直径为D的淬火火钢球压压头压入入试件表表面并保保持一定定时间，，去载后后，测量量压痕直直径d，，算出压压痕面积积F，P/F即即为布氏氏硬度，，用符号号HB表表示。布布氏硬度度的测量量原理如如图2所所示。图2.布布氏硬度度试验原原理示意意图式中：P——测试用的的载荷(kg)；D——压头钢球球的直径径(mm)；d——压痕直径径(mm)；F——压痕面积积(mm2).测出d,查表即即可得HB值公式压头直径径有Φ2.5mm，ΦΦ5mm，Φ10mm三种;载荷有15.6kg、、62.5kg、182.5kg、、250kg、、750kg、、1000kg、3000kg七种种;材料的软软硬不同同要配合合使用。。为了在在不同直直径的压压头和不不同载荷荷下进行行测试时时，同一一种材料料的布氏氏硬度值值相同。。D与P之间要要满足相相似原理理。如图3所所示。图3.不不同直直径的钢钢球压头头产生在在几何上上相似的的压头推倒得出出:只要使P/D2为一常数数，就可可使保持持不变，，从而保保持了几几何形状状相似的的压痕。。只要满足足P/D2为常数，，则同一一材料测测得的HB值是是相同的的。且不不同材料料测得的的HB值值也可进进行比较较。国家标准准规定P/D2的比值为为30、、10、、5三种种。实验规范范见表2式中:A为常数数表2布布氏硬度度的实验验规范3.2布布氏硬硬度的表表示方法法用Φ10mm钢钢球，在在3000kg载荷下下保持10s，，测得的的布氏硬硬度值表表示为字字母HB加上所所测得的的硬度值值，例如如HB400。。在其他试试验条件件下，在在HB后后面要注注明钢球球直径、、载荷大大小及保保载时间间，例如如：130HBW10/1000/30表表示用ΦΦ10mm的硬硬质合金金球在9.807kN载荷下下保持30s测测得的布布氏硬度度为130。硬度值表表示法中中一般不不写单位位。试验标准准：GB231.1－2002金金属布布氏硬度度试验第第1部部分：试试验方法法。3.3布布氏硬度度测定的的优缺点点优点因压痕面面积较大大，能反反映较大大范围内内金属各各组成相相综合影影响的平平均值;因压痕面面积较大大,测值值较准确确,测量量误差较较小;而而不受个个别组成成相及微微小不均均匀度的的影响。。布氏硬度度值和抗抗拉强度度σb间存在一一定换算算关系。。见表表3。表3.布布氏硬硬度与抗抗拉强度度的关系系缺点由于压痕痕大,只只宜测半半成品;不宜测太太薄，太太软、太太硬（0.25D<d<0.6D））的材料；；对不同材材料和厚厚度的试试样需更更换压头头和试验验力，测测压痕直直径费时时，还得得查表，，所以效效率低。。3.5测测量量注意事事项:d的范围围应为0.25D<d<0.6D，，否则测测量结果果无效；；由于压痕痕周围存存在变形形硬化现现象约2-3倍倍的d，，要求相相邻两个个点的距距离≥4d，软软材料≥≥6d；；否则测测得的值值将高于于实际值值；试件厚度度不小于于压痕深深度的10倍；；压痕离试试件边缘缘的距离离应不小小于压痕痕直径。。安全注意意事项4.维氏氏硬度测测试法4.1维维氏硬硬度的测测量原理理测量原理理基本上上和布氏氏硬度相相同，所所不同的的是用金金刚石正正四棱锥锥压头。。正四棱棱锥两对对面的夹夹角为136°°，底面面为正方方形，如如图4所所示。维氏硬度度所用的的载荷有有1kg、3kg、5kg、、10kg、20kg、30kg、、50kg、100kg、120kg等，，负载的的选择主主要取决决于试件件的厚度。。图4维维氏金刚刚石棱锥锥压头维氏硬度度的测试试原理压痕是一一个底面面为正方方形的正正四棱锥锥。用显显微镜测测定方坑坑对角线线长度d，维氏氏硬度值值HV等等于所用用载荷与与压痕面面积的比比值。压痕面积积F为：：F=d2/2sin68ْ硬度表示示为：HV=P/F=1.8544P/d2kg/mm2式中：P——载荷；d——对角线长长度；F——压痕面积积。当载荷P已知时时，只要要测得压压痕对角角线长度度d，就就可以求求出维氏氏硬度值值。通常是在在测量d值后从从《压印印对角线线与维氏氏硬度对对照表》》中查出出相应的的硬度值值。4.2压痕痕对角线的的测量压痕对角线线长度是用用附在硬度度计上的显显微测微器器测量的。。测量精度可可达10-3mm。应测测出两条互互相垂直的的对角线的的长度，取取平均值。。规定两条压压痕对角线线之差与较较短对角线线之比不大大于2%。。若材料各各个方向上上的硬度不不均匀而使使比值>2%者，需需要在硬度度值后面注注明。维氏硬度表表示法640HV30表示示用136°金刚石石压头在294.2N试验力力作用下保保持10～～15秒测测得的维氏氏硬度值为为640。。640HV30/20表表示用用136°°金刚石压压头在294.2N试验力作作用下保持持20秒测测得的维氏氏硬度值为为640。。4.3对对试样的要要求要求试样经经过抛光，，试样厚度度至少是压压痕深度的的10倍或或者不小于于压痕对角角线的1.5倍，在在满足这个个条件的情情况下尽可可能选用较较大载荷，，可减少测测量误差。。4.4优优缺点及注注意事项优点可测定从极极软到极硬硬各种金属属材料的硬硬度,且不不同载荷下下的维氏硬硬度值可以以进行比较较。维氏硬度值值测量精确确可靠，在在材料科学学研究中被被广泛应用用。4.4优优缺点及注注意事项缺点维氏硬度需需测量对角角线的长度度，然后通通过计算或或查表才能能得到硬度度值。测量量过程繁琐琐，工作效效率低。在在测量过程程中，采用用计算机控控制测量过过程，采集集和处理数数据，可能能克服上述述缺点并大大大提高工工作效率。。注意维氏硬度两两相邻压痕痕中心之间间的距离，，对于钢、、铜及铜合合金至少应应为压痕对对角线长度度的3倍；；对于轻金金属、铅、、锡及合金金至少应为为压痕对角角线长度的的6倍。如如果相邻两两压痕大小小不同，应应以较大压压痕确定压压痕间距。。金属维氏硬硬度试验执执行的现行行标准为：：GB/T4340.1－1999金金属维氏氏硬度试验验第1部部分：试验验方法。5使用硬硬度计应注注意的事项项除了各种硬硬度计使用用时特殊注注意事项外外，还有一一些共同的的应注意的的问题，现现列举如下下：1)硬度计计本身会产产生两种误误差：一是其零件件的变形、、移动造成成的误差；；二是硬度参参数超出规规定标准所所造成的误误差。对第第二种误差差，在测量量前需用标标准块对硬硬度计进行行校准。洛氏硬度各各标度有一一事实上的的适用范围围，要根据据规定正确确选用。例例如，硬度度高于HRB100时，应采采用HRC标度进行行测试；硬硬度低于HRC20时应用HRB标度度进行测试试。因为超超出其规定定的测试范范围时，硬硬度计的精精确度及灵灵敏度较差差，硬度值值不准确，，不宜使用用。其他硬度测测试法也都都规定有相相应的校正正标准。2)压头头避免撞击击,保持清清洁;3)在试件件允许的情情况下，一一般选不同同部位至少少测试三个个硬度值，，取平均值值，取平均均值作为试试件的硬度度值。4)对形形状复杂的的试件要采采用相应形形状的垫块块，固定后后方可测试试。对圆试试件一般要要放在V形形槽中测试试。5)加载载时动作要要轻稳，加加载时不能能移动试样样或转动压压头。实验内容1．洛氏硬硬度：不同同热处理状状态的T10钢或45号钢，，每组7块块试样，每每个样打三三个点取平平均值，做做出材料热热处理状态态与硬度对对应的曲线线图或表。。2.45号号钢钢布布氏氏硬硬度度，，测测量量压压痕痕的的直直径径，，利利用用公公式式计计算算布布氏氏硬硬度度值值。。思考考题题1．．最常常用用的的硬硬度度计计有有哪哪几几类类？？其其硬硬度度用用什什么么符符号号表表示示？？2．．洛洛氏氏硬硬度度计计的的测测量量原原理理是是什什么么？？3．．最最常常用用的的三三种种洛洛氏氏硬硬度度标标准准的的压压头头载载荷荷是是如如何何配配合合使使用用的的？？4．．布布氏氏和和维维氏氏硬硬度度的的试试验验原原理理是是什什么么？？5．．试试说说明明布布氏氏、、洛洛氏氏、、维维氏氏硬硬度度试试验验的的优优缺缺点点、、适适用用范范围围及及测测量量注注意意事事项项。。6．．符符号号130HBW10/1000/30、、HRC50、、640HV30/20的的含含义义？？实验验一一铁铁碳碳合合金金平平衡衡组组织织观观察察一、、实实验验目目的的1.学学会会使使用用光光学学显显微微镜镜；；2.掌掌握握铁铁碳碳合合金金在在平平衡衡状状态态下下的的组组织织特特征征。。实验验一一铁铁碳碳合合金金平平衡衡组组织织观观察察二、、实实验验仪仪器器4×A型型金金相相显显微微镜镜铁碳碳合合金金平平衡衡组组织织铁碳碳合合金金平平衡衡状状态态的的显显微微组组织织是是指指合合金金在在极极为为缓缓慢慢的的条条件件下下，，即即接接近近于于平平衡衡状状态态下下所所得得到到的的组组织织；；可以以根根据据Fe-Fe3C平平衡衡相相图图来来分分析析合合金金在在平平衡衡状状态态下下的的显显微微组组织织；；铁碳碳合合金金在在室室温温下下的的平平衡衡组组织织均均由由铁铁素素体体（（F））和和渗渗碳碳体体（（Fe3C）两两相相按按不不同同数数量量、、大大小小、、形形态态和和分分布布所所组组成成。。铁碳碳合合金金的的分分类类Fe-C平衡衡相相图图铁碳碳合合金金的的分分类类根据据铁铁碳碳合合金金的的含含碳碳量量和和组组织织的的不不同同，，可可将将其其分分为为三三类类：：1.工工业业纯纯铁铁（（含含碳碳﹤0.0218%））——显显微微组组织织为为铁铁素素体体：：2.钢钢（（含含碳碳0.0218~2.11%）——其其特特点点是是高高温温组组织织为为单单相相奥奥氏氏体体，，具具有有良良好好的的塑塑性性，，适适于于锻锻造造。。根根据据试试问问组组织织的的不不同同，，钢钢又又可可分分为为三三类类：：亚共析析钢（（含碳碳﹤0.77%）——组织织为铁铁素体体和珠珠光体体；共析钢钢（含含碳量量为0.77%）——组织织是珠珠光体体；过共析析钢（（含碳碳﹥0.77%）——珠光光体和和渗碳碳体3.白白口铸铸铁（（含碳碳量2.11~6.69%））—特特点是是液态态结晶晶时都都有共共晶转转变，，具有有好的的铸造造性。。但高高温组组织中中渗碳碳体量量多，，性脆脆，不不适合合锻造造。根根据室室温组组织的的不同同，白白口铸铸铁又又分为为三类类：亚共晶晶白口口铸铁铁（含含碳﹤﹤4.3%）——组织织为珠珠光体体、渗渗碳体体与变变态莱莱氏体体；共晶白白口铸铸铁（（含碳碳量为为4.3%）——组织织是变变态莱莱氏体体；过共晶晶白口口铸铁铁（含含碳﹥4.3%））—组组织是是渗碳碳体与与变态态莱氏氏体。。铁碳合合金的的组织织1.工工业纯纯铁工业纯纯铁组组织碳的质质量分分数小小于0.0218%的铁碳碳合金金称为为工业业纯铁铁；白亮基基底是是铁素素体的的不规规则等等轴晶晶。黑黑色线线条是是铁素素体的的晶界界；在某些些晶界界可以以看到到少量量不连连续薄薄片状状三次次渗碳碳体；；硬度、、强度度不高高而塑塑性、、韧性性较好好。2.碳碳钢（1））共析析钢含碳量量为0.77%，在在727℃℃以上上的组组织为为奥氏氏体，，冷至至727℃℃时发发生共共析反反应：：珠光体体电镜镜照片片珠光体体光镜镜照片片将铁素体与与渗碳体的的机械混合合物称为珠珠光体（P）。室温下下珠光体中中渗碳体的的质量分数数约为12%；慢冷所得到到的珠光体体呈层片状状；采用电子显显微镜高倍倍放大能看看出Fe3C薄层的厚度度，Fe3C窄条与基体体F两者有明显显的分界线线。普通光光学显微镜镜下观察时时，只能看看到Fe3C成细黑线条条分布在铁铁素体上；；位向相同的的一组铁素素体加渗碳碳体片层，，称为一个个共析领域域；当放大倍数数低，珠光光体组织细细密或浸蚀蚀过深时，，珠光体中中的片层难难以分辨，，呈一片暗暗色区域。。2.碳钢（2）亚共共析钢亚共析钢的的含碳量为为0.0218%~0.77%，其组组织为先共共析铁素体体加珠光体体。20钢平衡组组织40钢平衡组组织在显微镜下下铁素体呈呈亮色，珠珠光体呈暗暗色；铁素体的形形态随合金金含碳量（（即铁素体体的量）的的多少而变变化。例如如20钢，其组织织的基体为为等轴晶粒粒，少量暗暗色珠光体体分布在铁铁素体晶粒粒边界或三三叉晶界上上，呈不规规则岛状，，40钢珠光体与与铁素体量量相当，当当碳含量大大于0.5%时，珠光体体成为钢的的基体，铁铁素体呈连连续或断续续的网络状状围绕着珠珠光体分布布。2.碳钢（3）过共共析钢过共析钢的的含碳量为为0.77%~2.11%，，但由于含含碳量过高高，二次渗渗碳体量增增多，使钢钢变脆，实实用钢的最最大含碳量量只到1.3%。T12钢硝酸酒酒精腐蚀过共析钢的的组织由珠珠光体及二二次渗碳体体组成，二二次渗碳体体呈网状，，分布在晶晶粒边界，，含碳量愈愈高，渗碳碳体网越多多越完整；；3.白口铸铸铁（1）共晶晶白口铸铁铁共晶白口铸铸铁共晶白口铸铸铁的含碳碳量为4.3%，此合金由由液态冷却却到1148℃℃时，全部发发生共晶反反应：所得产物为为莱氏体（（Ld），呈豹皮皮状，其中中奥氏体呈呈短棒或小小条状分布布在渗碳体体基础上，，在以后的的继续冷却却过程中，，只有奥氏氏体发生转转变，先析析出二次渗渗碳体，后后在727℃形成珠光体体。；沿奥氏体边边界析出的的二次渗碳碳体，常与与共晶渗碳碳体连成一一片，不易易分辨；室温组织是是由奥氏体体转变来的的二次渗碳碳体、珠光光体及原共共晶渗碳体体组成，称称变态莱氏氏体（Ld’）。所谓变变态的实质质是指共晶晶内部组成成物改变，，并非形貌貌改观，在在显微镜下下观察变态态莱氏体仍仍呈豹皮状状。3.白口铸铸铁（1）亚共共晶白口铸铸铁亚共晶白口口铸铁亚共晶白口口铸铁含碳碳量为2.11%~4.3%；这类合金凝凝固时先析析出初生奥奥氏体，呈呈树枝状，，剩余液体体在1148℃℃发生共晶反反应得到莱莱氏体，继继续冷却时时初生奥氏氏体及共晶晶体中的奥奥氏体各在在原地发生生相同的转转变，即先先析出二次次渗碳体，，后形成珠珠光体；室温组织是是由初生奥奥氏体转变变所得的二二次渗碳体体加珠光体体（Fe3CII+P）及变态莱莱氏体Ld’所组成。。3.白口铸铸铁（1）过共共晶白口铸铸铁亚共晶白口口铸铁过共晶白口口铸铁含碳碳量为4.3%~6.69%；过共晶白口口铸铁的组组织由粗大大片状的一一次渗碳体体加变态莱莱氏体组成成。实验所用材材料表中列出了了观察所用用的金相试试样，共5套实验内容1.学习习显微镜的的原理及操操作过程；；2.观察察、分析工工业纯铁、、亚共析钢钢45钢、、共析钢T8、过共共析钢T12、亚共共析白口铸铸铁B亚、共析白口口铸铁B、、过共析白白口铸铁B过的组织特征征，并画出出各组织示示意图。思考题1.简述述纯铁的室室温组织与与其性能关关系。2.铁素素体、奥氏氏体、渗碳碳体、珠光光体、莱氏氏体的结构构、组织形形态的特点点。3.简述述Fe-Fe3C相相图中三个个基本反应应：包晶反反应、共晶晶反应及共共析反应，，写出反应应式，注出出含碳量及及温度。4.何谓谓碳素钢？？何谓白口口铸铁？两两者的成分分、组织和和性能有何何差别？5.变态态莱氏体的的塑性比珠珠光体的差差，说明原原因。实验二铁铁碳合金金非平衡组组织观察一、实验目目的1.观察察和研究碳碳钢经不同同形式热处处理后显微微组织的特特征；2.了解解热处理工工艺对钢组组织和性能能的影响。。实验原理碳钢在不平平衡状态，，即快冷条条件下的显显微组织不不能用铁碳碳合金相图图来加以分分析，而应应由过冷奥奥氏体等温温转变曲线线图—C曲曲线来确定定；按照不同的的冷却条件件，过冷奥奥氏体将在在不同的温温度范围发发生不同类类型的转变变。通过金金相显微镜镜观察，可可以看出过过冷奥氏体体各种转变变产物的组组织形态各各不相同。。热处理之所所以能使钢钢的性能发发生显著变变化，主要要是由于钢钢的内部组组织结构发发生了一系系列变化。。采用不同的的热处理工工艺，将会会使钢得到到不同的组组织，从而而获得所需需性能。共析钢C曲线一般有以下下几种热处处理方法热处理工艺艺热处理种类类虽然很多多，但各种种热处理都都不外乎包包括加热、、保温、冷冷却三个阶阶段。热处理工艺艺热处理工艺艺曲线1.钢的退退火及正火火组织亚共析成分分的碳钢（（如40、、45钢等等）一般采采用完全退退火，经退退火后可得得到接近于于平衡状态态的组织；；过共析成分分的碳素工工具钢（如如T10、、T12钢钢等）一般般采用球化化退火，T12钢经经球化退火火后组织中中的二次渗渗碳体及珠珠光体中的的渗碳体都都将变成颗颗粒状；；正火是将钢钢加热到AC3或Acm以上30~50℃，，保温后进进行空冷，，由于冷却却速度比退退火稍快，，组织中的的珠光体相相对量较高高，且片层层较细密；；对于低碳钢钢来说，正正火后提高高了硬度，，对于高碳碳钢来说可可消除网状状渗碳体，，为下一步步球化退火火及淬火做做准备。T12钢球化退火火组织45钢经正火后后的组织图中均匀而而分散的细细小粒状组组织就是粒粒状渗碳体体。45钢经正火后后的组织通通常要比退退火的细，，珠光体的的相对含量量也比退火火组织中的的多；图中黑的部部分为索氏氏体组织，，白色部分分为铁素体体组织。2.钢的淬淬火组织凡是淬透性性好的材料料经过淬火火处理后均均获得马氏氏体组织，，而马氏体体的形态又又根据其本本身的含碳碳量不同而而有所区别别。最常见见的马氏体体有板条马马氏体和片片状马氏体体。（1）板条条马氏体板条状马氏氏体的立体体形态为细细长的板条条状，在低低碳钢中长长度约几微微米，横横截面近似似椭圆形，，平均直径径小于1μμm，通常常为0.1~0.2μm，在在显微镜下下表示为一一束束细条条状的组织织。每束的的条与条之之间以小角角度晶界分分开，束与与束之间有有较大的位位相差。这这些有规则则的成群堆堆集的马氏氏体板条为为成束的从从奥氏体晶晶界中长出出。低碳马氏体体呈板条状状，因此称称低碳马氏氏体为板条条马氏体，，其亚结构构内具有高高密度位错错，也称位位错马氏体体。2.钢的淬淬火组织（2）片状状马氏体片状马氏体体的立体形形态是由许许多厚度较较小的凸透透镜状晶体体按不同角角度分布所所组成。在在金相显微微镜下观察察为片状、、竹叶状或或针状，通通常出现针针状和竹叶叶状的几率率较大，所所以一般称称针状马氏氏体；当金属磨面面与马氏体体平行相切切时，可看看到大马氏氏体片。相相邻针状马马氏体片之之间互不平平行，是这这种组织的的主要特征征；在一个奥氏氏体晶粒内内第一片形形成的马氏氏体往往贯贯穿整个奥奥氏体晶粒粒，将奥氏氏体晶粒加加以分割，，使以后形形成的马氏氏体片受到到限制。因因此，片状状马氏体大大小不一，，有的马氏氏体片中有有一条中脊脊面，在马马氏体片周周围往往有有参与奥氏氏体；片状马氏体体晶内的亚亚结构主要要是孪晶，，所以也叫叫做孪晶型型马氏体。。板条马氏体体显微组织织片状马氏体体显微组织织2.钢的淬淬火组织淬火冷却却速度，，有油冷冷和水冷冷；根据据加热温温度又分分为不完完全淬火火，正常常淬火和和过热淬淬火。（1）不不完全淬淬火：将将45钢钢加热到到Ac1以上，但但低于Ac3（760℃）），然后后在水中中冷却，，这种淬淬火称为为不完全全淬火。。在这个温温度加热热，部分分铁素体体尚未溶溶入奥氏氏体中，，经淬火火后将得得到马氏氏体和铁铁素体组组织。在在金相显显微镜中中观察到到的是呈呈暗色针针状马氏氏体基底底上分布布有白色色块状铁铁素体。。（2）正正常淬火火：45钢经正正常淬火火（860℃））后将获获得细针针状马氏氏体，由由于马氏氏体针非非常细小小，在显显微镜中中不易分分清。（3）过过热淬火火：若将将淬火温温度提高高到1000℃℃（过热热淬火）），由于于奥氏体体晶粒的的粗化，，经淬火火后将得得到粗大大针状马马氏体组组织。。45钢不完全全淬火组组织45钢正常淬淬火组织织45钢过热淬淬火组织织2.钢的的淬火组组织淬火冷却却速度，，有油冷冷和水冷冷；根据据加热温温度又分分为不完完全淬火火，正常常淬火和和过热淬淬火。若将45钢加热热到正常常淬火温温度，然然后在油油中冷却却，则由由于冷却却速度不不足，得得到的组组织将是是马氏体体和部分分屈氏体体（或混混有少量量贝氏体体）。45钢800℃℃油冷的显显微组织织亮白色为为马氏体体，呈黑黑色块状状分布于于晶界处处的为屈屈氏体2.钢的的淬火组组织T12钢钢在正常常温度淬淬火后的的显微组组织，除除了细小小的马氏氏体外尚尚有部分分未溶入入奥氏