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工 程 材 料 学 实 验 (常用金属材料的显微组织观察) 何艳玲编写 机电工程学院材料系 1 常用金属材料的显微组织观察 一、实验目的 1.观察各种常用合金钢,有色金属和铸铁的显微组织。 2.分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。 二、概述 1.几种常用合金钢的显微组织 合金钢依合金元素含量的不同,可分为三种:合金元素总量小于5%的称为低合金钢;合金元素为5~ 10%的称为中合金钢;合金元素大于10%的称为高合金钢。 1)一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于加入合金元素,铁碳相图发生一些变动,但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同,差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除 Co外 ),即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。例如16Mn淬火后为马氏体组织,40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体,如图1、 2所示。GCrl5钢 (轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织,与T12钢 780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的,都得到回火马氏体+碳化物十残余奥氏体组织,如图3所示。 图 1 16Mn淬火组织 图 2 40Cr钢调质后的组织 图 3 GCr15钢淬火低温回火后组织 图 4 W18Cr4V淬火三次回火后的组织 2 2)高速钢是一种常用的高合金工具钢,例如W18Cr4V。因为它含有大量合金元素,使铁碳相图中的E点大大向左移,以致它虽然只含有0.7~ 0.8%的碳,但也已经含有莱氏体组织,所以称为莱氏体钢。 高速钢的铸造状态下与亚共晶白口铸铁的组织相似。其中莱氏体由合金碳化物和马氏体或屈氏体组成。莱氏体沿晶界呈宽网状分布,莱氏体中的碳化物粗大,有骨架状,不能靠热处理消除,必须进行锻造打碎。锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和碳化物所组成的。 高速钢优良的热硬性及高的耐磨性,只有经淬火及回火后才能获得。它的淬火温度较高,为 1270~ 1280℃,以使奥氏体充分合金化,保证最终有高的热硬性。淬火时可在油中或空气中冷却。淬火组织为马氏体、碳化物和残余奥氏休。由于淬火组织中存在有较大量(25~ 30% )的残余奥氏体,一般都进行三次约560℃的回火。经淬火和三次回火后,高速钢的组织为回火马氏体、碳化物和少量残余奥氏体(2~ 3% )(图 4)。 3)不锈钢是在大气、海水及其它浸蚀性介质条件下能稳定工作的钢种,大都属于高合金钢,例如应用很广的1Crl8Ni9即 18-8钢。它的碳含量较低,因...

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