实验六典型合金钢显微组织观察

典型合金钢显微组织观察

所谓合金钢是在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的的加入一些合金元素如：硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铝等。合金元素加入对于钢的组织和性能产生很大影响。主要有以下几个方面。1.强化铁素体或奥氏体。2.形成合金碳化物。3.改变钢的室温组织。4.细化晶粒。5.提高钢的淬透性。6.提高耐回火性。因此，合金元素加入会影响到钢的临界温度和共析点的位置。合金钢按照用途分为:：1。合金结构钢--------制造重要机器零件和工程结构件的钢。（低合金高强度钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢）2。合金工具钢--------制造各种刃具、模具、量具的钢。（高速钢、冷、热模具钢、合金量具钢）3。特殊钢--------特殊用途和特殊性能的钢。（如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等）合金结构钢的编号采用“二位数字+化学符号+数字”的方法标注。如：40Cr--------------40表示钢中碳的平均质量分数为0.40%。Cr其后无数字，表示铬的平均质量分数〈1.5%.60Si2MnA-----------60表示钢中碳的平均质量分数为0.60%.Si2表示硅的质量分数为２％．Ｍn其后无数字，表示锰的平均质量分数〈1.5%.Ａ表示高级优质钢。合金工具钢的编号原则为当含碳量大于或等于１.0%时钢号中不标出含碳量;平均小于１.０时,钢号前以千分之几表示,合金元素表注方法与合金结构钢相同.Cr12MOV----------铬前面无数字，表示碳的平均质量分数≥1.0%铬的平均质量分数为12%.钼钒的平均质量分数＜1.5%.9Mn2V---------碳的平均质量分数为0.9%,锰的平均质量分数为2%.钒的平均质量分数＜1.5%。常用金属材料间的关系（1）根据合金元素总质量分数分类低合金钢:合金元素总质量分数小于5%；中合金钢:合金元素总质量分数为5%～10%；高合金钢:合金元素的总质量分数大于10%。(2)根据用途分类合金结构钢用于制造机械零件和工程结构的钢。合金工具钢:用于制造各种工具的钢。特殊性能钢:指具有某种特殊的物理和化学性能的钢种2.合金钢的分类

特意加入一种或数种合金元素的钢称为合金钢。它比碳钢具有较高的强度、韧性或具有特殊性能1.3.3常用合金钢的牌号、性能及用途

1.合金结构钢

如60Si2Mn钢，表示碳的含量为0.60%，含硅量为2%，含锰量小于1.5%的合金结构钢（1）普通低合金结构钢普通低合金结构钢是在碳钢的基础上加入少量合金元素的工程结构用钢如Q345A，表示屈服极限为345MPa，质量等级为A级的低合金结构钢。普通低合金结构钢主要用于制造各种工程结构，如桥梁、建筑、船舶、车辆、锅炉、化工容器等，机械制造用钢主要用于制造各种机械零件（2）合金渗碳钢

渗碳钢具有优良的耐磨性、耐疲劳性，又具有足够的韧性和强度通常用来制造各种机械零件，如汽车、拖拉机中的变速齿轮、内燃机上凸轮轴和活塞销等(3)合金调质钢

调质钢具有良好的综合力学性能，既具有很高的强度又具有良好的塑性和韧性常用于制造一些受力比较复杂的重要零件，如机床的主轴、电动机轴、汽车齿轮轴等各种轴类零件

如9SiCr钢，表示碳的含量为0.90%、硅的含量和铬的含量均小于1.5%的合金工具钢用于合金工具钢不能满足性能要求的各种工具2.合金工具钢

（1）合金量具钢

指用于制造测量工具（即量具）的合金钢，这类钢具有高硬度、高耐磨性、高尺寸稳定性用于制造高精度的量规和量块。有Cr12、9Mn2V、CrWMn等（2）合金刃具钢

指主要用于制造金属切削刀具的合金钢，其含碳量一般在0.8%～1.4%。常用的合金刃具钢有9SiCr、9Mn2V、Cr2、CrMn、CrWMn和CrW5等主要用于制造铰刀、丝锥、板牙等是指用用于制制造冲冲压、、热锻锻、压压铸等等成形形模具具的合合金钢钢根据工工作条条件不不同分分为冷冷作模模具钢钢和热热作模模具钢钢冷作模模具钢钢用于制制造使使金属属在冷冷态下下变形形的模模具，，如冷冷冲模模、冷冷挤压压模等等。应应具有有高的的硬度度、耐耐磨性性和一一定的的韧性性以及及热处处理变变形小小等特特点。。常用用的有有Cr12、Cr12W、Cr12MoV、9SiCr、9Mn2V和CrWMn等热作模模具钢钢用于制制造使使金属属在高高温下下成形形的模模具，，如热热锻模模、压压铸模模等，，其含含碳量量在0.3%～～0.6%。应应在高高温下下能保保持足足够的的强度度、韧韧性和和耐磨磨性以以及较较高的的抗热热疲劳劳性和和导热热性。。常用用的有有5CrMnMo、、5CrNiMo和和3Cr2W8（3））合金金模具具钢（4））高速速钢是一种种含钨钨、铬铬、钒钒等多多种元元素的的高合合金刃刃具钢钢，加加入的的主要要合金金元素素为钨钨、钼钼、钒钒等，，其合合金总总含量量达到到10%～～15%用高速速钢制制成的的刃具具，在在切削削时显显得比比一般般低合合金刃刃具钢钢刃具具更加加锋利利，因因此俗俗称为为“锋锋钢””用于制制造要要求耐耐磨性性和韧韧性配配合很很好的的高速速切削削刀具具，如如丝锥锥、钻钻头等等，特特别适适宜于于采用用轧制制、扭扭制热热变形形加工工成型型工艺艺制造造的钻钻头等等3.滚滚动轴轴承钢钢如GCr15钢钢，则则表示示平均均铬的的质量量分数数为1.5%的的滚动动轴承承钢指在空空气、、水不不锈钢钢属于于具有有特殊殊物理理、化化学性性能的的特殊殊性能能钢，，它是是指在在空气气、水水、弱弱酸、、碱和和盐溶溶液或或其他他腐蚀蚀介质质中具具有高高度化化学稳稳定性性的合合金钢钢的总总称4.特特殊性性能钢钢一、实实验目目的1.观观察和和分析析常用用合金金钢的的显微微组织织。2.熟熟悉常常用的的合金金结构构钢。。及滚滚动轴轴承钢钢、弹弹簧钢钢、渗渗碳钢钢的显显微组组织。。3.熟熟悉常常用的的合金金工具具钢。。及刃刃具钢钢、量量具钢钢、和和模具具钢的的显微微组织织。4.进进一步步加深深理解解不同同材料料的成成分（（合金金元素素），，组织织和性性能与与工艺艺（不不同状状态））之间间的关关系。。二、实实验内内容1、观观察表表１中中所列列试样样的显显微组组织，，搞清清各组组织组组成物物的形形态特特征及及形成成。2、画画出部部分组组织示示意图图。表１编号样品名称处理状态腐蚀剂金相组织1合金结构钢40Cr淬火4%硝酸酒精M+A，2合金调质钢40Cr淬火+高温回火4%硝酸酒精回火索氏体S3合金渗碳钢20CrMnTi渗碳淬火4%硝酸酒精表层M+A，4合金弹簧钢60Si2Mn淬火+低温回火4%硝酸酒精回火马氏体M5滚动轴承钢GCr15球化退火4%硝酸酒精粒状珠光体P6滚动轴承钢GCr15淬火4%硝酸酒精M+A，7滚动轴承钢GCr15淬火+低温回火4%硝酸酒精回火马氏体+粒状碳化物8低合金工具钢9SiCr淬火+低温回火4%硝酸酒精回火M表1（（续））编号样品名称处理状态腐蚀剂金相组织9低合金工具钢9SiCr球化退火4%硝酸酒精粒状珠光体P10高速钢W18Cr4V铸态4%硝酸酒精

白色组织+罴色组织+莱氏体11高速钢W18Cr4V退火4%硝酸酒精

碳化物+索氏体12高速钢W18Cr4V1280℃油淬4%硝酸酒精

马氏体+初生碳化物+残余奥氏体13高速钢W18Cr4V1280℃油淬+560℃回火4%硝酸酒精

回火马氏体+碳化物14不锈钢1Cr18Ni9Ti1100℃固溶处理王水奥氏体（内有孪晶）（三））合金金钢在合金金钢中中，由由于合合金元元素对对相图图及相相变过过程的的影响响其显显微组组织比比碳钢钢复杂杂得多多，组组成相相除了了合金金铁素素体、、合金金奥氏氏体、、合金金渗碳碳体外外，还还可能能出现现金属属间化化合物物，其其组织织形态态随钢钢种的的不同同而呈呈现出出不同同的特特征。。低合金金钢：：1、合合金结结构钢钢：40Cr退退火火态组织为为：F+P（与与40钢比比较P数量量比40钢钢多，，因共共析点点左移移）2、合合金工工具钢钢：GCr15淬火火态组织为为：M+碳碳化物物（与与T10钢钢比较较）40Cr比比40钢性性能好好、GCr15比T10钢性性能好好，因因为：：合金金元素素的加加入1）强强化了了基体体。2）使使共析析点（（S点点）左左移，，相当当于提提高了了含C量。。3））细化化了组组织。。4））使C曲线线右移移，提提高了了淬透透性，，提高高了M数量量，从从而提提高了了强度度材料名称称：20Cr钢钢处处理理过程:退火火金金相组织织：F+P放放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％％硝酸酒酒精材料名称称：40Cr钢钢处处理理过程:退火火金金相组织织：F+P放放大倍倍数：500××

浸蚀蚀剂：3--5％硝酸酸酒精材料名称称：40Cr钢钢处处理理过程:正火火金金相组织织：F+P放放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％％硝酸酒酒精材料名称称：20Cr钢钢处处理理过程:淬火火金金相组织织:板板条马氏氏体+残残余奥氏氏体M+A,放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％％硝酸酒酒精材料名称称：40Cr钢钢处处理理过程:淬火火金金相组织织：片片状马氏氏体+残残余奥氏氏体M+A放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％％硝酸酒酒精材料名称称：40Cr钢钢处处理理过程:调质质处理金金相组组织：：索氏体体放放大大倍数：：800×浸浸蚀剂：：3--5％硝硝酸酒精精材料名称称：40Cr钢钢处处理理过程:调质质处理金金相相组织：：索氏氏体放放大大倍数：：500×浸浸蚀剂：：3--5％硝硝酸酒精精材料名称称：GCr15钢处处理理过程:球化化退火金金相组组织：：粒状珠珠光体放放大倍倍数：500××

浸蚀蚀剂：3--5％硝酸酸酒精材料名称称：GCr15钢处处理理过程:淬火火过热金金相组组织：：粗大马马氏体放放大大倍数：：500×浸浸蚀剂：：3--5％硝硝酸酒精精材料名称称：GCr15钢处处理过过程:淬淬火+回回火金金相组组织：：M+A+Cm放放大大倍数500×浸浸蚀剂：：3--5％硝硝酸酒精精材料名称称：20CrMnTi钢处处理理过程:渗碳碳淬火金金相组组织：：M+A放放大大倍数：：500×浸浸蚀剂：：3--5％硝硝酸酒精精材料名称称：60Si2Mn钢钢处处理过过程:淬淬火金金相组组织：：M+A放放大大倍数：：500×浸浸蚀剂：：3--5％硝硝酸酒精精60Si2Mn钢：淬火+中中温回火火（350~500℃℃）回火火屈氏体体。回火火屈氏体体是铁素素体与粒粒状渗碳碳体组成成的极细细混合物物。中温温回火后后有很好好的弹性性和一定定的韧性性。材料名称称：60Si2Mn钢钢处处理过过程:等等温淬火火金金相组织织：羽羽毛状上上贝氏体体放放大倍倍数：500××

浸蚀蚀剂：3--5％硝酸酸酒精材料名称称：60Si2Mn钢钢处处理过过程:等等温淬火火金金相组织织：针针状下贝贝氏体放放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％％硝酸酒酒精材料名称称：1Cr18Ni9Ti钢钢处处理过过程:固固溶处处理金金相组织织：奥奥氏体放放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：王水水腐蚀高合金钢钢：1.高速速钢（W18Cr4V）：含含C约在在0。8左右，，但铸态态出现Ld共晶晶，当成成分偏析析时可能能出现过过共晶组组织（有有一次碳碳物）。。1).铸铸态：白白色块状状为一次次碳化物物，从液液态中析析出，鱼鱼骨状为为共晶碳碳化物，，鱼骨状状旁边白白色为（（M+A），两两者总体体称共晶晶莱氏体体，黑色色为δ共共析组织织（屈氏氏体）。。2).锻锻打后退退火：共共晶碳化化物大块块（由铸铸态时的的鱼骨状状打碎））分布在在细小的的粒状珠珠光体基基体上。。3).淬淬火（油油淬）：：未溶碳碳化物+M（白白色隐晶晶）+Aˊ4).回回火：经经560℃三次次回火，，更好的的消除Aˊ，使使Aˊ分分解，使使M变为为M回组组织为：：回火马马氏体（（罴色））+白色色碳化物物2.不锈锈钢（1Cr18Ni9Ti）：淬淬火后室室温下得得A新相相，A相相延伸到到室温（（临界温温度向下下移动））组织为：：单相A组织（（有大量量孪晶线线）材料名称称：W18Cr4V处处理过程程:铸态态

金相相组织：一次碳碳化物+鱼骨状状莱氏体体共晶+δ共析体体放大倍数数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％％硝酸酒酒精材料名称称：W18Cr4V处处理过程程:铸态态

金相相组织：一次碳碳化物+鱼骨状状莱氏体体共晶＋＋δ共析体体放大倍数：500×浸浸蚀剂：3--5％硝硝酸酒精材料名称：W18Cr4V处处理过程:退退火

金相组组织：碳化物＋索索氏体放放大倍数：：500×浸浸蚀剂：3--5％硝硝酸酒精材料名称：W18Cr4V处处理理过程:淬火火

金相组织织：隐晶马氏体体＋未溶碳化化物＋残余奥奥氏体放大倍数：500×浸浸蚀剂剂：3--5％硝酸酒精精材料名称：W18Cr4V处处理理过程:560℃三次回回火

金相组组织：回火马氏体体＋碳化物放大倍数：500×浸浸蚀剂：3--5％硝酸酸酒精四、实验步骤骤1、对已准备备好的试样进进行观察，并并分析其组织织和性能的关关系。2、观察常用用合金结构钢钢的几种组织织的形态。3、观察常用用合金工具钢钢的几种组织织的形态。4、观察常用用高速钢的几几种组织的形形态。5、描绘出几几种典型组织织的组织示意意图。6、简述合金金元素加入对对于钢的组织织和性能的影影响。7、简述合金金钢按照用途途分为几种。。9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。1月-231月-23Saturday,January7,202310、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。12:49:0612:49:0612:491/7/202312:49:06PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。1月-2312:49:0612:49Jan-2307-Jan-2312、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。12:49:0612:49:0612:49Saturday,January7,202313、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。1月-231月-2312:49:0612:49:06January7,202314、他乡生白发发，旧国见青青山。。07一月202312:49:06下午午12:49:061月-2315、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。。一月2312:49下下午1月-2312:49January7,202316、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2023/1/712:49:0612:49:0607January202317、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。12:49:06下午午12:49下下午12:49:061月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月-231月-23Saturday,January7,202310、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。12:49:0612:49:0612:491/7/202312:49:06PM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。1月-2312:49:0612:49Jan-2307-Jan-2312、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。12:49:0612:49:0612:49Saturday,January7,202313、不知香积寺寺，数里入云云峰。。1月-231月-2312:49:0612:49:06January7,202314、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。07一一月202312:49:06下下午12:49:061月-2315、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。一月2312:49下下午1月-2312:49January7,202316、少年十十五二十十时，步步行夺得得胡马骑骑。。2023/