金属材料及热处理项目9 工业用钢实验：合金钢的组织观察与分析.docx

实验合金钢的组织观察与分析一、实验目的1、分析几种合金钢的显微组织及性质;2、掌握几种特殊用途钢的组织特点。二、实验内容a）观察下列合金钢试样的组织。表71编 号钢号处理过程显微 组织腐蚀剂140Cr880油淬600回火4%硝酸酒精2GCrl5820油淬180回火4%硝酸酒精33Cr3W8V1050油淬580c三次回火4%硝酸酒精4W18Cr4V铸造4%硝酸酒精5W18Cr4V锻后退火4%硝酸酒精6W18Cr4V12800c油淬4%硝酸酒精7W18Cr4V1280c油淬580三次回火4%硝酸酒精8lCrl8Ni9Ti1100C固溶处理王水（注1）9lC18rNi91100C固溶处理500敏化处理未浸蚀10Mnl3铸造盐酸、硝酸11Mnl31050水冷甘油（注2）注1、用棉花沾浸蚀剂（王水），滴在样品上，需看到试样表面普通冒泡为止，此时表 面成灰色，有小的点状物出现，然后用水冲洗，用酒精擦拭。注2、侵蚀前试样应保持清洁，浸蚀时必须用新配制的浸蚀剂，浸蚀时观察到表面有晶 粒界似的花纹即用水冲洗，用酒精擦干。三、概述几种合金钢组织：1、400钢为中碳低合金结构钢，最常用的状态为淬火+高温回火，用于一般的轴类 齿轮，机床部件等。要求有一定的强度和良好的韧性，并具有好的淬透性，第二类回火脆 性倾向小等，最终热处理组织为回火索氏体。2、GCrl5为滚动轴承钢。轴承是转动机构部件中不可缺少的一种重要零件，它在高速 运转时，承受着高而集中的周期性交变载荷，接触应力常可达150500公斤/毫米2.而 GG45又为最常用的轴承钢，它最常用的热处理工艺为球化退火，淬火+低温回火其组织 为隐晶马氏体+碳化物。3、模具钢3c门W8V钢是目前普通用的压铸模用钢，它的含碳量较低，具有良好的导热性和高的 韧性。较高的含鸨量，可形成稳定的含鸨碳化物，有利于提高钢的回火稳定性，并使回火 中析出的碳化物起到二次强化的作用，使钢有良好的红硬性，它在600650的温度下抗 拉强度可达120公斤/毫米,以上，硬度可达HB250300,并且截面在100毫米以下的工件 均可完全淬透，353W8V钢适用于制造浇铸较高熔点的有色金属及其合金的压铸模，以及 工作负荷较重的热顶锻模和热挤压模。常用的热处理工艺为淬火，三次回火。4、高速钢W18Cr4VW18Cr4V钢具有良好的红硬性，即使工作温度达到600C时，仍保持高的硬度和切削 性能。经常用它来制造各种刀具。高速钢W18Cr4V属于莱氏体类钢，因此铸造钢中出现莱氏体组织，在显微镜下观察 到鱼骨状共晶莱氏体、马氏体、残余奥氏体以及共析体。显然高速钢在铸态下的组织存在 严重的成分和组织不均匀性，从而影响其性能，为此必须经过轧制和锻造，破碎莱氏体网 络促使其碳化物均匀的分布，锻造后高速钢组织通常为M+T的基体上分布比较均匀的碳 化物，此时硬度较高，不利于切削加工，因此随后必须进行退火。高速钢退火后的组织为索氏体+碳化物。其中粗大的亮色晶粒为初生共晶化合物，较 小的为次生碳化物以及索氏体基体内的极细共析碳化物，退火后的硬度为HB207225。对于高速钢来说，淬火加热不仅是为了形成奥氏体，更重要的是为了较多量的碳化物 溶解于奥氏体，使淬火后马氏体中合金元素含量增高，从而得到更高的红硬性和耐磨性。 这样就需要加热至较高的温度。一般为12601280C,油冷或空冷，淬火组织为马氏体+未 溶碳化物+残余奥氏体（尚有2030%）。马氏体呈隐针状，很难显出，但可看到明显的奥 氏体晶界分布的未溶碳化物。淬火温度越低则晶粒越细，而未溶碳化物的量越多。淬火后 的硬度约为HRC6162。W18Cr4V钢淬火后需经560C三次回火，其组织为马氏体，过剩碳化物和少量残余奥 氏体（约23%）。回火后硬度为HRC6365。.5、不锈钢 lCrl8Ni9, lCrl8Ni9Tio铭银不锈钢中应用量广的为含18%Cr, 8%Ni, V0.14%C奥氏体不锈钢，这种钢缓冷 到室温时，在奥氏体晶界处常会出现碳化物和铁素体产生晶间腐蚀现象，所以必须加热到 1100左右迅速水冷（固溶处理），使其组织上得到全奥氏体组织（内有挛晶），才具有良 好的耐腐蚀性。但若使用温度较高（450850）时，从奥氏体晶界处有会有碳化铭（Cr23c8）析出，引起晶间腐蚀，为防止晶界腐蚀的产生，钢中的含碳量应降低到0.06%以下，或是 加入少量的钛或铜，经加热到11001150C水冷，获得全奥氏体组织，才具有良好的抗腐 蚀性能。6、耐磨钢Mnl3含有0.9L3%与11.0% Mn的Mnl3耐磨钢目前广泛应用制造耐磨零件，如拖拉机 履带、铁路道岔、碎石机鄂板、掘土机铲斗等。高镒钢由于有强烈的加工硬化现象，难于切屑加工，因此常以铸造形式进行使用。铸 造高镒钢的组织为奥氏体与碳化物，由于碳化物沿晶界分布，使钢呈现相当大的脆性，为 了得到单相奥氏体组织，需进行水韧处理，及10001050水冷。此钢在承受塑性变形时， 强化和硬化的倾向很大，因此能很好的抵抗磨损。四、实验报告：报告内容与要求见金属学及热处理实验报告