钢的热处理及热处理后的显微组织观察
实验报告
罗毅晗2014011673
一、实验目的
（1）熟悉钢的几种基本热处理操作:退火、正火、淬火、回火。

（2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能(硬度)的影响。

（3）观察碳钢热处理后的显微组织。

二、概述
钢的热处理就就是利用钢在固态范围内的加热、保温与冷却,以改变其内部组织,从而获得所需要的物理、化学、机械与工艺性能的一种操作。

热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。

进行热处理时,加热温度、保温时间与冷却方式就是最重要的三个基本工艺因素。

三、实验内容
加热温度冷却方法回火温度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度平均值860℃水冷﹨52、0 52、1 52、6 52、2 860℃油冷﹨20、2 23、4 19、1 20、9 860℃空冷﹨94、1 94、6 94、2 94、3 860℃炉冷﹨86、0 85、2 85、7 85、6 860℃水冷200℃51、9 52、0 52、1 52、0 860℃水冷400℃34、8 35、3 35、7 35、3 860℃水冷600℃20、3 21、5 19、6 20、5
45钢860℃气冷索氏体+铁素体
45钢860℃油冷马氏体+屈氏体
45钢860℃水冷马氏体
45钢 860℃水冷+600℃回火回火索氏体
T12钢 760℃球化退火球化体
T12钢 780℃水冷+200℃回火回火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体
T12钢 1100℃水冷粗大马氏体+残余奥氏体
四、实验分析
1、火温度而言,淬火温度越高,硬度越高。

但就是一旦达到过高温度会导致形成
的马氏体,使得力学性能恶化。

2、火介质而言,硬度大小:空冷>炉冷>水冷>油冷。

3、火温度而言,回火温度越高,硬度越低。

图像:
分析原因:
①据铁碳相图,淬火温度升高,45钢(亚共析钢)中铁素体含量减少,珠光体含量提高,而珠光体硬度很高,铁素体硬度低,导致硬度提高。

②根据C曲线,对亚共析钢的连续冷却,空冷生成F+S,炉冷生成F+P,水冷产生M,油冷产生T+M。

因此,硬度大小为:空冷>炉冷>水冷>油冷。

③高温回火生成回火索氏体,中温回火生成回火屈氏体,低温回火生成回火马氏
体+残余奥氏体。

硬度大小为:回火马氏体>回火屈氏体>回火索氏体。

因此,回火温度越低,生成产物硬度就越高。

五、思考题
(1)45钢的热处理时850℃水淬+550℃回火,即淬火+高温回火(调质处理)。

生成物就是回火索氏体。

45钢广泛用于制造齿轮、轴类件、连杆、螺栓等工件。

(2)回火温度越高,硬度越低。

因为高温回火生成回火索氏体,中温回火生成回火屈氏体,低温回火生成回火马氏体+残余奥氏体。

硬度大小为:回火马氏体>回火屈氏体>回火索氏体。

因此,回火温度越低,生成产物硬度就越高。

(3)用金相法观察产物。

若产物中观测到大量白色晶粒状的铁素体,则就是淬火加热温度不足;若产物中观测到大块黑色晶团状的屈氏体,则就是冷却速度不足。

(4)45钢调制处理后生成回火索氏体,它就是由粒状渗碳体与等轴形铁素体组成的混合物,在光学显微镜下观测到渗碳体小颗粒,它均匀地分布在铁素体中,性能方面,它具有良好的韧性与塑性,同时具有较高的强度,因此具有良好的综合力学性能。

广泛用于制造汽车、拖拉机、机床与其她机器上的齿轮、轴类件、连杆、螺栓等工件。

T12球化退火的产物就是球化体,球化体指的就是铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。

球化退火就是使钢中碳化物球状化的热处理工艺。

性能方面,球化体塑性好,韧性强但硬度低;但球化体经过淬火与低温回火及磨削加工后的T12钢产物硬度高,韧性较低,可制造锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。