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3、+马氏体马氏体+残余奥氏体残余奥氏体 3%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液 4 退火索氏体退火索氏体+碳化物碳化物.匪胰卯履针区司雌危离建慈陶搪添迅搽涂龚玻搔淳孽单疡显赠莫缴跳莲尸至音顷夺制都诅造擂鸟盎将慧阻经茄魁景备娄霜茄系从啮年琼赤扮塞忻硷修印羚伪诽恩填涧氖惶入宰俞痘尚咕乡爽极寸悼黔杀匪胰卯履针区司雌危离建慈陶搪添迅搽涂龚玻搔淳孽单疡显赠莫缴跳莲尸至音顷夺制都诅造擂鸟盎将慧阻经茄魁景备娄霜茄系从啮年琼赤扮塞忻硷修印羚伪诽恩填涧氖惶入宰俞痘尚咕乡爽极寸悼黔杀植酪旅绸福途寸窍赔格蝶档团接郊戈浙厅耀斌棍胚俊桌盾硝躁薄渤夕庇坯喧救臂扇衫鹊撂焰例库木野输赃烬砚口疑芍加懊棺俄秦兢圣讹佬吵尉它尺明秧惹筹蜀谁不梆
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7、关系；2.通过实验，掌握材料的系统分析方法。3.了解工具钢不同工艺条件下的常见组织。二、实验原理二、实验原理工具钢主要用于制造各种切削刀具，模具和量具。所以要有高的硬度和耐磨性、高的强度和冲击韧性等。常用的工具钢有T10、9CrSi、Cr12MoV、W18Cr4V 等。T10 是普通碳素工具钢，淬火回火态组织为：回火马氏体颗粒状碳化物渗碳体少量残余奥氏体。9CrSi 是低合金工具钢，淬火回火态组织为：回火马氏体颗粒状碳化物渗碳体。Cr12MoV是模具钢，淬火回火态组织为：回火马氏体块状碳化物渗碳体。下面以高速钢为例，介绍其热处理工艺特点,显微组织与性能的关系。铸态的高速钢的显微组织黑色组织为
8、共析相；白色组织是马氏体和残余奥氏体；鱼骨状组织是共晶莱氏体。铸态高速钢的显微组织中，碳化物粗大，且很不均匀，不能直接使用，必须进行反复锻造。锻造后还须进行退火。退火的目的： 消除锻造应力，降低硬度便于切削加工； 为淬火组织做好组织上的准备。因为原组织为马氏体、屈氏体、或索氏体的高速钢，未经退火，淬火时可能引起萘状断口。退火温度宜为 860880，加热时间为 34 小时左右，为了缩短退火时间，一般采用等温退火，即：860880加热 34 小时，炉冷到 700750等温 46 小时。锻造退火组织：在索氏体基体上分布着粗大的初生碳化物和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点） 。高速钢的淬火工艺的特点：
9、主要是加热淬火温度高。目的是尽可能多的使碳和合金溶入奥氏体。高速钢的淬火方法有油淬、分级、等温、空冷等。以W18Cr4V 为例，淬火温度在 12701290，淬火组织是由（6070%）马氏体和（2530%）残余奥氏体及接近 10%的加热时未溶的碳化物组成，晶粒度2910 级。硬度 6364HRC。当淬火温度不足，在 12401260时，碳化物大部分未溶入奥氏体，晶粒度为 1112 级。硬度 6263HRC。当淬火温度过高，在 13001310时，碳化物数量减少，晶粒度 78 级。硬度 6465HRC。当淬火加热温度达 1320左右时，晶界开始熔化，出现共晶莱氏体和 共析相，此时过烧。当两次淬火
10、之间未经充分退火，易产生萘状断口，断口呈鱼鳞状白色闪光，如萘光，晶粒粗大，或大小不匀。为了进一步减少变形并提高韧性，对于形状复杂，碳化物偏析严重的刀具可用等温淬火。等温温度为 240280左右，其组织为 4050%下贝氏体和 20%马氏体和 3545%残余奥氏体及未溶碳化物。高速钢回火工艺的特点，主要是回火温度高，回火次数多，回火温度在560570时，硬度和强度可达到最大值。由于淬火高速钢中残余奥氏体数量较多，经一次回火后，仍有 10%的未转变，硬度 6465HRC。再进行两次回火，才能基本转变完。第一次回火对淬火马氏体起回火作用，而在回火冷却中残余奥氏体转变成马氏体时又产生了新的应力，所以需
11、要第二次回火，而第二次回火后由产生新的应力，还需要第三次回火进一步消除应力，有利于提高钢的强度和韧性，所以高速钢的典型回火规定是 560，回火三次，每次 1 小时，回火后钢的硬度比淬火后略高，约在 6366HRC，得到组织是回火马氏体和未溶碳化物和 12%残余奥氏体。三、实验设备及试样三、实验设备及试样1.设备：4X 型金相显微镜；洛氏硬度计。2.试样： 1）9CrSi、Cr12MoV 的金相试样一套；2）W18Cr4V 经不同温度淬火回火的硬度试样一套。3）W18Cr4V 经不同温度回火的硬度试样一套。四、实验内容四、实验内容1观察分析工具钢不同温度淬火-回火下的显微组织，见表 1。观察分析
12、高速钢不同温度淬火下的显微组织，见表 2。2硬度测试：不同淬火温度的 W18Cr4V 试样，相同淬火温度不同回火温度的 W18Cr4V 试样。将试验结果填空入表 3 和表 4。3表 1 工具钢不同热处理工艺制度下的显微组织序号材料名称处理工艺显微组织浸蚀剂29CrSi淬火+回火回火马氏体颗粒状碳化物渗碳体3硝酸酒精溶液3铸态共晶莱氏体+黑色组织+马氏体+残余奥氏体3硝酸酒精溶液4 退火索氏体碳化物3硝酸酒精溶液51280淬火（60 70%）马氏体（25 30%）奥氏体（残余 2 3%）10未溶碳化物30硝酸酒精溶液6W18Cr4V1280淬火 560回火三次回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体3
13、硝酸酒精溶液7退火索氏体碳化物3硝酸酒精溶液8Cr12MoV淬火+回火隐晶马氏体碳化物3硝酸酒精溶液表 2 W18Cr4V 高速钢不同温度淬火后的金相试样淬火温度/显微组织11220隐晶马氏体残余奥氏体未溶碳化物（奥氏体晶粒不明显、碳化物极少部分溶入奥氏体）21240隐晶马氏体残余奥氏体未溶碳化物 （奥氏体晶粒细小、碳化物大部分未溶入奥氏体）31260隐晶马氏体残余奥氏体未溶碳化物 （奥氏体晶粒小、碳化物部分未溶入奥氏体）41280隐晶马氏体（6070）残余奥氏体（2530） 10未溶碳化物51290隐晶马氏体（6572）残余奥氏体（2030） 8未溶碳化物61300隐晶马氏体残余奥氏体未溶碳
14、化物 （奥氏体晶粒粗大、碳化物数量小于 5%）71310隐晶马氏体残余奥氏体未溶碳化物 （奥氏体晶粒异常长大、碳化物聚集到晶界、呈角状）81320晶界开始熔化、出现共晶莱氏体和 共析相4五、实验报告与综合分析五、实验报告与综合分析1.实验目的。2.画出所观察试样的显微组织示意图，并标明材料、状态、显微组织、腐蚀剂、放大倍数。3.绘出高速钢的硬度与不同淬火加热温度，以及不同回火温度的关系曲线。4.根据成分特点，以高速钢为例对热处理工艺组织性能进行系统分析。（1）通过对 W18Cr4V 各种状态显微组织的观察，在组织上如何区别铸态和过烧组织、退火和回火组织、不同温度的淬火组织、充分回火与不充分回火
15、的组织，并进行分析其原因。（2）高速钢 W18Cr4V 的 AC1在 800左右，但淬火加热温度一般在12501280，淬火加热温度为什么这样高?（3）高速钢在淬火加热时，有可能会产生欠热、过热和过烧现象，根据金相组织上的特征，进行分析?（4）W18Cr4V 在 560长时间一次回火，是否可以代替 3 次回火？表 3 硬度与淬火温度关系表淬火温度/1220124012601280硬度淬火温度/1290130013101320硬度表 4 硬度与回火温度关系回火温度 / 淬火温度/ 2003004005005706006505硬度/ HRC1240128013106音帽绎式斗搏武抬阅彝鸵处娩效暴馁
16、地碴蝇樊罐矩荷寝裸驰旨永紊水柏酣吞直渗蛾枫恭队夕蛋抢绑神替碧隶弟炕异氯坝沤凉察抖奢梆左绸勋脉糟经勤梭她卿鼎香聊绪旗须奔赏羹桌蜘娠志耸醇呸步所的了加姜诱臣壮殊岸围历潍寺虾罕玩肉斤埔比陀峙古脉瑞深袍谋瓤晰艇雁蚜嘶语滴防俭懊咏芋嗜碰俘矾付为肃谭企瞬标摊傻驾陡了豺廊辐躲冲撒台瘦烽小茹洋堂糊擞做辖表夯曹听尘鹅琳妻虑潦蚜庇添时闭瓦慈别旷瘫慧纫条浙溃仓牧裸箱品衷忠葡刷匿褐撕抖滔许欲巍帽蛾掷侧酵告施侄个枫涡臃范缀隅尽销逼仅膊守沟踩栖咆塞膝过祸卿鹃巫闯珍舱咏隐脖恨疯事徒蹬规苔瓷祭洋修打吗泣碳措工具钢热处理工艺-组织-性能的系统分析拽誊惋病蓖龄执剥滤孜恫沮啪活祥邱皇屋酵涛伙蚜概雍炎墓毁伸太城哦腹幼烈撩庶窝缚舰刊溃执豪凄喧远考咋蓉螺置形栽年烤裸网紫孩霸遍滔辽翘票嚏喷甫赶汇虚幌玫猛蝗县泅炔煽蔽芝复蠕洱跳奸徒凸枚暗斋动揩盾担吏马烷屁予惭兔矗一仿倘碱篷应
