【正文】 、組織真實(shí)清晰。 金相試樣制備過程1）取樣取樣的方法有砂輪片切割、鋸、線切割等等。必須縱向切取，才能說明有無帶狀，如圖2—1所示。以免組織變化，所以必須水冷。鑲嵌材料可以是塑料，也可以是低熔點(diǎn)金屬。磨的步驟是先用砂輪磨，后用砂紙由粗到細(xì)地磨。(3)必須待前道砂紙的磨痕完全去除后，才能換更細(xì)的砂紙。4）拋光 拋光的目的是去除砂紙的磨痕。 機(jī)械拋光是在專用拋光機(jī)上進(jìn)行，拋光盤上鋪以拋光織物。若要觀察組織，必須用一定方法將其顯示出來。金相試劑成分的選擇決定于試樣的成分，組織狀態(tài)和檢查的目的。一般是磨面變灰即可，試樣經(jīng)浸蝕后必須經(jīng)水沖洗、再用吸水紙吸水電吹風(fēng)吹干后才能在顯微鏡下觀察。而非平衡組織存在枝晶偏析的特點(diǎn)：由于成分偏析枝晶軸與軸間成分不同，因而浸蝕程度不同，在顯微下觀察明暗度也不同，如圖3—1(右)所示，很易誤認(rèn)為是兩相組織，應(yīng)特別注意與兩相組織區(qū)分開。 (a)初生晶呈直邊塊狀 (b)初生晶呈樹枝狀 (c)離異共晶圖3—3 亞共晶及過共晶組織形態(tài) 以上組織特征是二元合金鑄態(tài)組織形態(tài)，除非平衡組織外，平衡鑄態(tài)組織特征是不能用熱處理方法改變的，但可用鍛軋等壓力加工方法改變組織。如工業(yè)純鐵組織 (圖34)和 亞共析鋼中的鐵素體(圖36)。必須指出，在顯微鏡下觀察珠光體時(shí)，當(dāng)片層粗大時(shí)，可見滲碳體與鐵素體的相界線，則滲碳體為白亮的片狀(用硝酸酒精浸蝕)，若片層較小或放大倍數(shù)低時(shí)，則滲碳體為一條黑線；若片層很小，或放大倍數(shù)很小時(shí)，連珠光體的片層狀也不能分辨，則為黑暗的一片，所以Fe—C合金的平衡組織中片層狀組織或黑色區(qū)域都是珠光體。共析碳鋼過冷奧氏體在不同溫度轉(zhuǎn)變的組織特征及性能如表3—1所示。圖317 45鋼退火組織組織圖318 45鋼正火組織圖319 T12鋼球化退火組織 [2] 鋼的淬火組織將45鋼加熱到760℃(即AC1以上，但低于AC3)，然后在水中冷卻，這種淬火稱為不完全淬火。低碳鋼淬火后得到板條馬氏體（圖320）；45鋼經(jīng)正常淬火（圖321）后將獲得細(xì)針狀馬氏體。T12鋼在正常溫度淬火后的顯微組織，除了細(xì)小的馬氏體外尚有部分未溶入奧氏體中的滲碳體(呈亮白色顆粒)。通過回火將鋼加熱，提高原子活動(dòng)能力，可促進(jìn)這個(gè)轉(zhuǎn)變過程的進(jìn)行。回火屈氏體中的鐵素體仍然基本保持原來針狀馬氏體的形態(tài)，滲碳體則呈細(xì)小的顆粒狀，在光學(xué)顯微鏡下不易分辨清楚，故呈暗黑色。五 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)時(shí)間預(yù)約； 金相顯微鏡操作步驟[1] 選擇并裝好物鏡和目鏡。照明燈泡一般是6V、12V、50V等 。避免壓碎物鏡；[5] 移動(dòng)載物臺(tái)，選擇需觀察的視場(chǎng)，進(jìn)行觀察分析；[6] 實(shí)驗(yàn)完成關(guān)上電源，取下試樣，整理顯微鏡，使其復(fù)原； 每個(gè)人完成至少一個(gè)金相試樣的制備；實(shí)驗(yàn)步驟見前述實(shí)驗(yàn)原理部分；試樣制備好后應(yīng)選擇適當(dāng)放大倍數(shù)觀察組織，注意組織的特點(diǎn)，在φ40mm的圓內(nèi)畫下來。6. 畫組織圖時(shí)，應(yīng)抓住組織形態(tài)的特點(diǎn)，畫出典型區(qū)域的組織，不要將磨痕或雜線畫在圖上。 說明不同放大倍數(shù)下觀察的效果和放大倍數(shù)選擇的原則；寫出金相顯微鏡的操作注意事項(xiàng)； 合金組織觀察與分析：畫出所要求觀察的合金試樣的組織圖，圖中標(biāo)明各組織組成物，注明金相試劑。2簡(jiǎn)述金相試樣制備的過程及各操作步驟注意要點(diǎn)。4 完整的記錄金相試樣的制備過程，寫明制樣過程出現(xiàn)的問題，說明取樣注意事項(xiàng)；評(píng)價(jià)本人制樣質(zhì)量，存在什么缺點(diǎn)，分析產(chǎn)生的原因。 實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)好后，需以班為單位提前2周與實(shí)驗(yàn)室老師預(yù)約具體時(shí)間，并將實(shí)驗(yàn)參數(shù)報(bào)給實(shí)驗(yàn)老師，確定其可行性；預(yù)約后若未按時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取消本次實(shí)驗(yàn)資格，不予補(bǔ)做。鋼的熱處理工藝特點(diǎn)是將鋼加熱到一定的溫度，經(jīng)一定時(shí)間的保溫，然后以某種速度冷卻下來，通過這樣的工藝過程能使鋼的性能發(fā)生改變。此時(shí)奧氏體在高溫區(qū)發(fā)生分解而得到比較接近平衡狀態(tài)的組織。對(duì)低碳鋼來說，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光潔度；對(duì)高碳鋼則正火可消除網(wǎng)狀滲碳體，為下一步球化退火及淬火作準(zhǔn)備。表1 碳鋼在退火及正火狀態(tài)下的機(jī)械性能性 能熱處理狀態(tài)含 碳 量 (%)≤～～硬度(HB)退 火～120150～160180～230正 火130～140160～180220～250強(qiáng)度σb(MN/m2)退 火300～330420～500560～670正 火340～360480～550660～700（1） 淬火溫度的選擇 正確選定加熱溫度是保證淬火質(zhì)量的重要一環(huán)。后者的存在可提高鋼的硬度和耐磨性。各種不同成分碳鋼的臨界溫度列于表2中。冷卻時(shí)應(yīng)使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個(gè)前提下又應(yīng)盡量緩慢冷卻，以減小內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。各種冷卻介質(zhì)的特性見表4。表5為45鋼淬火后經(jīng)不同溫度回火后的組織性能。現(xiàn)將幾種常用的碳鋼(4T10和T12 )回火溫度與硬度的關(guān)系列于表6。 保溫時(shí)間：通常采用1～3小時(shí)，實(shí)驗(yàn)所用試樣較小，定為30分鐘，回火后空冷。六 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 將實(shí)驗(yàn)操作步驟如實(shí)記錄下來；2. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)有完整的原始實(shí)驗(yàn)記錄，包括時(shí)間、學(xué)生姓名、指導(dǎo)老師、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、所用實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)、以及實(shí)驗(yàn)所獲得的結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)中有缺陷部分和異常現(xiàn)象及解決手段作好記錄。七 注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)加熱都采用電爐，由于爐內(nèi)電阻絲距離爐膛較近，容易漏電，所以電爐一定要接地，在放、取試樣時(shí)必須先切斷電源。4. 試樣在淬火液中應(yīng)不斷攪動(dòng)，否則試樣表面會(huì)由于冷卻不均而出現(xiàn)軟點(diǎn)。8. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)寫明實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、指導(dǎo)老師等，填寫工整，條理清楚，在實(shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)必須交給相關(guān)實(shí)驗(yàn)老師。各小組將已經(jīng)正常淬火并測(cè)定過硬度的45或T12鋼試樣分別放入指定溫度的爐內(nèi)加熱，保溫30分鐘，然后取出空冷。為什么要研究奧氏體晶粒度及其影響因素？3 為什么說加熱溫度是影響奧氏體晶粒度的主要因素？4 為什么要采用幾種不同的方法來測(cè)定奧氏體晶粒的大小？5 鋼熱處理后的馬氏體形態(tài)與性能之間有何關(guān)系？6 鋼的回火組織與性能之間有何關(guān)系，不同成分的鋼如何選用回火溫度？7 鋼淬火時(shí)的異常組織有那些類型，熱處理中如何避免？8 金相組織照片獲取有哪些要求，不同組織形態(tài)有何不同？實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵有哪些？ 附件 實(shí)驗(yàn)記錄示范根據(jù)淬火條件不同，分批次進(jìn)行，記錄可列表如表7。6. 實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)備操作規(guī)程和實(shí)驗(yàn)室工作條例，保證自身安全和他人安全，保證設(shè)備正常，有異常及時(shí)與實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)老師聯(lián)系。開關(guān)爐門要迅速，爐門打開時(shí)間不宜過長(zhǎng)。并寫出自己的實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)。 五 實(shí)驗(yàn)步驟1 本次實(shí)驗(yàn)要求以組為單位，設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)步驟，組員的工作應(yīng)有明確的分工，保證每人完成一個(gè)試樣的分析和處理，同時(shí)注明能用于實(shí)驗(yàn)的時(shí)間；每人根據(jù)本組實(shí)驗(yàn)要求寫出個(gè)人實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告；2 完成相應(yīng)的熱處理操作和硬度測(cè)試及組織分析；3 實(shí)驗(yàn)結(jié)束每位同學(xué)結(jié)合本組其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從熱處理加熱溫度、加熱時(shí)間、冷卻速度及回火溫度分析熱處理工藝與鋼的成分、熱處理后性能和組織三個(gè)方面之間的關(guān)系；分析熱處理各階段的組織變化，拍攝金相組織照片；4 分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性及操作中出現(xiàn)的問題。例如45鋼的回火溫度經(jīng)驗(yàn)公式為：T(℃)≈200＋K(60－χ)式中：K——系數(shù)，當(dāng)回火后要求的硬度值＞HRC30時(shí)，K=11；＜HRC30時(shí)，K=12。回火溫度：在實(shí)際生產(chǎn)中通常以圖紙上所要求的硬度要求作為選擇回火溫度的依據(jù)。因此淬火鋼必須進(jìn)行回火處理。為了保證淬火效果，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)睦鋮s介質(zhì)(如水、油等)和冷卻方法(如雙液淬火、分級(jí)淬火等)。加熱時(shí)間與鋼的成分、工件的形狀尺寸、所用的加熱介質(zhì)、加熱