實驗六典型合金鋼顯微組織觀察課件

實驗六典型合金鋼顯微組織觀察ppt課件1

典型合金鋼顯微組織觀察

所謂合金鋼是在碳素鋼的基礎上，為了改善鋼的性能，在冶煉時有目的的加入一些合金元素如：硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鋁等。合金元素加入對于鋼的組織和性能產(chǎn)生很大影響。主要有以下幾個方面。1.強化鐵素體或奧氏體。2.形成合金碳化物。3.改變鋼的室溫組織。4.細化晶粒。5.提高鋼的淬透性。6.提高耐回火性。因此，合金元素加入會影響到鋼的臨界溫度和共析點的位置。典型合金鋼顯微組織觀察

2合金鋼按照用途分為:：1。合金結構鋼--------制造重要機器零件和工程結構件的鋼。（低合金高強度鋼、滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼）2。合金工具鋼--------制造各種刃具、模具、量具的鋼。（高速鋼、冷、熱模具鋼、合金量具鋼）3。特殊鋼--------特殊用途和特殊性能的鋼。（如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等）合金鋼按照用途分為:：3合金結構鋼的編號采用“二位數(shù)字+化學符號+數(shù)字”的方法標注。如：40Cr--------------40表示鋼中碳的平均質量分數(shù)為0.40%。Cr其后無數(shù)字，表示鉻的平均質量分數(shù)〈1.5%.60Si2MnA-----------60表示鋼中碳的平均質量分數(shù)為0.60%.Si2表示硅的質量分數(shù)為２％．Ｍn其后無數(shù)字，表示錳的平均質量分數(shù)〈1.5%.Ａ表示高級優(yōu)質鋼。合金工具鋼的編號原則為當含碳量大于或等于１.0%時鋼號中不標出含碳量;平均小于１.０時,鋼號前以千分之幾表示,合金元素表注方法與合金結構鋼相同.Cr12MOV----------鉻前面無數(shù)字，表示碳的平均質量分數(shù)≥1.0%鉻的平均質量分數(shù)為12%.鉬釩的平均質量分數(shù)＜1.5%.9Mn2V---------碳的平均質量分數(shù)為0.9%,錳的平均質量分數(shù)為2%.釩的平均質量分數(shù)＜1.5%。合金結構鋼的編號采用“二位數(shù)字+化學符號+數(shù)字”的方法標注。4常用金屬材料間的關系常用金屬材料間的關系5（1）根據(jù)合金元素總質量分數(shù)分類低合金鋼:合金元素總質量分數(shù)小于5%；中合金鋼:合金元素總質量分數(shù)為5%～10%；高合金鋼:合金元素的總質量分數(shù)大于10%。(2)根據(jù)用途分類合金結構鋼用于制造機械零件和工程結構的鋼。合金工具鋼:用于制造各種工具的鋼。特殊性能鋼:指具有某種特殊的物理和化學性能的鋼種2.合金鋼的分類

特意加入一種或數(shù)種合金元素的鋼稱為合金鋼。它比碳鋼具有較高的強度、韌性或具有特殊性能（1）根據(jù)合金元素總質量分數(shù)分類2.合金鋼的分類61.3.3常用合金鋼的牌號、性能及用途

1.合金結構鋼

如60Si2Mn鋼，表示碳的含量為0.60%，含硅量為2%，含錳量小于1.5%的合金結構鋼（1）普通低合金結構鋼普通低合金結構鋼是在碳鋼的基礎上加入少量合金元素的工程結構用鋼如Q345A，表示屈服極限為345MPa，質量等級為A級的低合金結構鋼。普通低合金結構鋼主要用于制造各種工程結構，如橋梁、建筑、船舶、車輛、鍋爐、化工容器等，機械制造用鋼主要用于制造各種機械零件1.3.3常用合金鋼的牌號、性能及用途1.合金結構7（2）合金滲碳鋼

滲碳鋼具有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性，又具有足夠的韌性和強度通常用來制造各種機械零件，如汽車、拖拉機中的變速齒輪、內(nèi)燃機上凸輪軸和活塞銷等(3)合金調質鋼

調質鋼具有良好的綜合力學性能，既具有很高的強度又具有良好的塑性和韌性常用于制造一些受力比較復雜的重要零件，如機床的主軸、電動機軸、汽車齒輪軸等各種軸類零件

（2）合金滲碳鋼8

如9SiCr鋼，表示碳的含量為0.90%、硅的含量和鉻的含量均小于1.5%的合金工具鋼用于合金工具鋼不能滿足性能要求的各種工具2.合金工具鋼

（1）合金量具鋼

指用于制造測量工具（即量具）的合金鋼，這類鋼具有高硬度、高耐磨性、高尺寸穩(wěn)定性用于制造高精度的量規(guī)和量塊。有Cr12、9Mn2V、CrWMn等（2）合金刃具鋼

指主要用于制造金屬切削刀具的合金鋼，其含碳量一般在0.8%～1.4%。常用的合金刃具鋼有9SiCr、9Mn2V、Cr2、CrMn、CrWMn和CrW5等主要用于制造鉸刀、絲錐、板牙等如9SiCr鋼，表示碳的含量為0.90%、硅的含量和鉻9

是指用于制造沖壓、熱鍛、壓鑄等成形模具的合金鋼根據(jù)工作條件不同分為冷作模具鋼和熱作模具鋼冷作模具鋼用于制造使金屬在冷態(tài)下變形的模具，如冷沖模、冷擠壓模等。應具有高的硬度、耐磨性和一定的韌性以及熱處理變形小等特點。常用的有Cr12、Cr12W、Cr12MoV、9SiCr、9Mn2V和CrWMn等熱作模具鋼用于制造使金屬在高溫下成形的模具，如熱鍛模、壓鑄模等，其含碳量在0.3%～0.6%。應在高溫下能保持足夠的強度、韌性和耐磨性以及較高的抗熱疲勞性和導熱性。常用的有5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8（3）合金模具鋼

是指用于制造沖壓、熱鍛、壓鑄等成形模具的合金鋼10（4）高速鋼

是一種含鎢、鉻、釩等多種元素的高合金刃具鋼，加入的主要合金元素為鎢、鉬、釩等，其合金總含量達到10%～15%用高速鋼制成的刃具，在切削時顯得比一般低合金刃具鋼刃具更加鋒利，因此俗稱為“鋒鋼”用于制造要求耐磨性和韌性配合很好的高速切削刀具，如絲錐、鉆頭等，特別適宜于采用軋制、扭制熱變形加工成型工藝制造的鉆頭等3.滾動軸承鋼

如GCr15鋼，則表示平均鉻的質量分數(shù)為1.5%的滾動軸承鋼

指在空氣、水不銹鋼屬于具有特殊物理、化學性能的特殊性能鋼，它是指在空氣、水、弱酸、堿和鹽溶液或其他腐蝕介質中具有高度化學穩(wěn)定性的合金鋼的總稱4.特殊性能鋼（4）高速鋼3.滾動軸承鋼如GCr15鋼，則表示11一、實驗目的1.觀察和分析常用合金鋼的顯微組織。2.熟悉常用的合金結構鋼。及滾動軸承鋼、彈簧鋼、滲碳鋼的顯微組織。3.熟悉常用的合金工具鋼。及刃具鋼、量具鋼、和模具鋼的顯微組織。4.進一步加深理解不同材料的成分（合金元素），組織和性能與工藝（不同狀態(tài)）之間的關系。一、實驗目的1.觀察和分析常用合金鋼的顯微組織。12二、實驗內(nèi)容1、觀察表１中所列試樣的顯微組織，搞清各組織組成物的形態(tài)特征及形成。2、畫出部分組織示意圖。二、實驗內(nèi)容1、觀察表１中所列試樣的顯微組織，搞清各組織組成13表１編號樣品名稱處理狀態(tài)腐蝕劑金相組織1合金結構鋼40Cr淬火4%硝酸酒精M+A，2合金調質鋼40Cr淬火+高溫回火4%硝酸酒精回火索氏體S3合金滲碳鋼20CrMnTi滲碳淬火4%硝酸酒精表層M+A，4合金彈簧鋼60Si2Mn淬火+低溫回火4%硝酸酒精回火馬氏體M5滾動軸承鋼GCr15球化退火4%硝酸酒精粒狀珠光體P6滾動軸承鋼GCr15淬火4%硝酸酒精M+A，7滾動軸承鋼GCr15淬火+低溫回火4%硝酸酒精回火馬氏體+粒狀碳化物8低合金工具鋼9SiCr淬火+低溫回火4%硝酸酒精回火M表１編號樣品名稱處理狀態(tài)腐蝕劑金相組織1合金結構鋼40C14表1（續(xù)）編號樣品名稱處理狀態(tài)腐蝕劑金相組織9低合金工具鋼9SiCr球化退火4%硝酸酒精粒狀珠光體P10高速鋼W18Cr4V鑄態(tài)4%硝酸酒精

白色組織+羆色組織+萊氏體11高速鋼W18Cr4V退火4%硝酸酒精

碳化物+索氏體12高速鋼W18Cr4V1280℃油淬4%硝酸酒精

馬氏體+初生碳化物+殘余奧氏體13高速鋼W18Cr4V1280℃油淬+560℃回火4%硝酸酒精

回火馬氏體+碳化物14不銹鋼1Cr18Ni9Ti1100℃固溶處理王水奧氏體（內(nèi)有孿晶）表1（續(xù)）編號樣品名稱處理狀態(tài)腐蝕劑金相組織9低合金工具鋼15（三）合金鋼在合金鋼中，由于合金元素對相圖及相變過程的影響其顯微組織比碳鋼復雜得多，組成相除了合金鐵素體、合金奧氏體、合金滲碳體外，還可能出現(xiàn)金屬間化合物，其組織形態(tài)隨鋼種的不同而呈現(xiàn)出不同的特征。低合金鋼：1、合金結構鋼：40Cr 退火態(tài)組織為：F+P（與40鋼比較P數(shù)量比40鋼多，因共析點左移）2、合金工具鋼：GCr15淬火態(tài)組織為：M+碳化物（與T10鋼比較）40Cr比40鋼性能好、GCr15比T10鋼性能好，因為：合金元素的加入1）強化了基體。2）使共析點（S點）左移，相當于提高了含C量。3）細化了組織。4）使C曲線右移，提高了淬透性，提高了M數(shù)量，從而提高了強度（三）合金鋼16材料名稱：20Cr鋼處理過程:退火

金相組織：F+P放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：20Cr鋼處理過程:退火

17材料名稱：40Cr鋼處理過程:退火

金相組織

：F+P放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：40Cr鋼處理過程:退火

18材料名稱：40Cr鋼處理過程:正火

金相組織：F+P放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精材料名稱：40Cr鋼處理過程:正火

19材料名稱：20Cr鋼處理過程:淬火

金相組織:板條馬氏體+殘余奧氏體M+A,放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：20Cr鋼處理過程:淬火

20材料名稱：40Cr鋼處理過程:淬火

金相組織：片狀馬氏體+殘余奧氏體M+A

放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：40Cr鋼處理過程:淬火

21材料名稱：40Cr鋼處理過程:調質處理

金相組織：索氏體放大倍數(shù)：800×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精材料名稱：40Cr鋼處理過程:調質處理22材料名稱：40Cr鋼處理過程:調質處理

金相組織：索氏體放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：40Cr鋼處理過程:調質處理23材料名稱：GCr15鋼處理過程:球化退火

金相組織：粒狀珠光體放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：GCr15鋼處理過程:球化退火24材料名稱：GCr15鋼處理過程:淬火過熱

金相組織：粗大馬氏體放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：GCr15鋼處理過程:淬火過熱25材料名稱：GCr15鋼處理過程:淬火+回火

金相組織：M+A+Cm放大倍數(shù)500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：GCr15鋼處理過程:淬火+回火

金相26材料名稱：20CrMnTi鋼處理過程:滲碳淬火

金相組織：M+A放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：20CrMnTi鋼處理過程:滲27材料名稱：60Si2Mn鋼處理過程:淬火

金相組織：M+A放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：60Si2Mn鋼處理過程:淬火2860Si2Mn鋼：淬火+中溫回火（350~500℃）回火屈氏體?；鼗鹎象w是鐵素體與粒狀滲碳體組成的極細混合物。中溫回火后有很好的彈性和一定的韌性。60Si2Mn鋼：淬火+中溫回火（350~500℃）回火屈氏29材料名稱：60Si2Mn鋼處理過程:等溫淬火

金相組織：羽毛狀上貝氏體放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：60Si2Mn鋼處理過程:等溫淬30材料名稱：60Si2Mn鋼處理過程:等溫淬火

金相組織：針狀下貝氏體放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：60Si2Mn鋼處理過31材料名稱：1Cr18Ni9Ti鋼處理過程:固溶處理

金相組織：奧氏體放大倍數(shù)：500×

浸蝕劑：王水腐蝕

材料名稱：1Cr18Ni9Ti鋼處理過程:32高合金鋼：1.高速鋼（W18Cr4V）：含C約在0。8左右，但鑄態(tài)出現(xiàn)Ld共晶，當成分偏析時可能出現(xiàn)過共晶組織（有一次碳物）。1).鑄態(tài)：白色塊狀為一次碳化物，從液態(tài)中析出，魚骨狀為共晶碳化物，魚骨狀旁邊白色為（M+A），兩者總體稱共晶萊氏體，黑色為δ共析組織（屈氏體）。2).鍛打后退火：共晶碳化物大塊（由鑄態(tài)時的魚骨狀打碎）分布在細小的粒狀珠光體基體上。3).淬火（油淬）：未溶碳化物+M（白色隱晶）+Aˊ4).回火：經(jīng)560℃三次回火，更好的消除Aˊ，使Aˊ分解，使M變?yōu)镸回組織為：回火馬氏體（羆色）+白色碳化物2.不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）：淬火后室溫下得A新相，A相延伸到室溫（臨界溫度向下移動）組織為：單相A組織（有大量孿晶線）

高合金鋼：33材料名稱：W18Cr4V處理過程:鑄態(tài)

金相組織

：一次碳化物+魚骨狀萊氏體共晶+δ共析體

放大倍數(shù)：500×浸蝕劑：3--5％硝酸酒精

材料名稱：W18Cr4V處理過程:鑄態(tài)

金34材