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1、不同表面工艺处理后的显微组织不同表面工艺处理后的显微组织一、实验目的一、实验目的: 1. 观察几种表面改性工艺后的组织特征，并了解产生的原因；观察几种表面改性工艺后的组织特征，并了解产生的原因； 2. 掌握相应工艺下材料表面具有的性能及其原因。掌握相应工艺下材料表面具有的性能及其原因。二、实验内容二、实验内容: 具体内容见下表具体内容见下表三、实验步骤及要求：三、实验步骤及要求： 1. 首先打开桌面上的首先打开桌面上的PPt格式文件夹，认真观察与分析不同表格式文件夹，认真观察与分析不同表 面工艺处理后的金相显微组织特征；面工艺处理后的金相显微组织特征； 2. 在完成电子实验报告全部内容后，随即
2、将其在完成电子实验报告全部内容后，随即将其保存保存，并，并关闭关闭 打开的所有界面打开的所有界面； 3. 用用右键右键打开屏幕右下方的文件提交打开屏幕右下方的文件提交图标图标，按步骤操作将实，按步骤操作将实 验报告提交教师主机。经检查无误后方可结束实验。验报告提交教师主机。经检查无误后方可结束实验。不同表面处理工艺后的显微组织编编号号材材 料料处处 理理 状状 态态组组 织织腐腐 蚀蚀 剂剂120CrMnTi渗碳缓冷渗碳缓冷P+KPP+F心部心部4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液220CrMnTi渗碳淬火回火渗碳淬火回火K+M针针+A M针针+ A M针针+M板条板条M板条板条4%硝酸酒精溶液硝酸酒
3、精溶液345钢钢渗硼渗硼硼化物层硼化物层增碳层增碳层基体基体4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液440Cr渗氮渗氮+心部心部 S回回4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液520钢钢喷涂喷焊喷涂喷焊树枝晶树枝晶+共晶共晶王水王水620钢钢喷涂喷涂+激光重熔激光重熔树枝晶树枝晶+共晶共晶王水王水740Cr激光淬火激光淬火M+A M + K +F P +F4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液8T10A激光淬火激光淬火M粗大粗大+A M针针+K P球球王水王水99SiCr高频淬火高频淬火M针针+K+ A P球球4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液10CrWMn高频淬火高频淬火M针针+K+ A P球球4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液1120
4、钢钢喷涂喷涂G302铁基粉铁基粉变形颗粒变形颗粒+空洞空洞4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液不同表面处理工艺后的显微组织不同表面处理工艺后的显微组织不同表面处理工艺后的显微组织过共析过共析PFe3C共析（共析（P）亚共析（亚共析（PF）心部心部二、实验内容及其概述二、实验内容及其概述（一）渗碳（一）渗碳渗碳后的组织：渗碳后的组织：缓冷：缓冷： P+KPP+F心部心部淬火：淬火： K+M针针+A M针针+ A M针针+M板条板条M板条板条不同表面处理工艺后的显微组织20CrMnTi 渗碳淬火渗碳淬火+低回低回 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液 K+M针针+A M针针+ A M针针+M板条板条M板条板条不同
5、表面处理工艺后的显微组织（二）渗氮（二）渗氮1、渗氮方法：、渗氮方法：气体渗氮、辉光离子渗氮气体渗氮、辉光离子渗氮2、过程：、过程：分解、吸收、扩散分解、吸收、扩散3、渗氮后的组织：、渗氮后的组织：（1）渗氮温度下渗氮温度下： 心部原始组织（心部原始组织（S回回）（2）室温：室温：+心部原始组织心部原始组织 （S回回） （3）渗氮后淬火：渗氮后淬火：含氮的含氮的M+A4、性能：性能：高的表面硬度、疲劳强度、抗蚀性高的表面硬度、疲劳强度、抗蚀性不同表面处理工艺后的显微组织40Cr 渗氮空冷渗氮空冷+心部原始组织（心部原始组织（ S回回） 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液4540CrS回回不同表面处理
6、工艺后的显微组织（三）渗硼（三）渗硼1、方法：、方法：固体渗硼、气体渗硼、电解盐浴渗硼固体渗硼、气体渗硼、电解盐浴渗硼2、渗硼后的组织、渗硼后的组织 碳钢、低合金钢的渗硼组织形态，一般呈针状碳钢、低合金钢的渗硼组织形态，一般呈针状或舌状插入基体，它是由或舌状插入基体，它是由FeB和和Fe2B所组成。渗硼所组成。渗硼层下有一增碳区，其厚度往往比渗硼层大若干倍，层下有一增碳区，其厚度往往比渗硼层大若干倍，称为扩散层。称为扩散层。3、渗硼后的性能、渗硼后的性能高的表面硬度和耐磨性，好的抗蚀性能。高的表面硬度和耐磨性，好的抗蚀性能。不同表面处理工艺后的显微组织渗硼缓冷渗硼缓冷 硼化物层硼化物层增碳层增
7、碳层基体基体 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液T10钢渗硼钢渗硼35CrMo钢渗硼钢渗硼FeB+Fe2B不同表面处理工艺后的显微组织（四）热喷涂及激光表面熔覆（四）热喷涂及激光表面熔覆1、喷涂方法：、喷涂方法：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂及火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂及爆炸喷涂等爆炸喷涂等2、种类：种类：喷涂、喷涂喷焊、喷涂喷涂、喷涂喷焊、喷涂+激光重熔激光重熔不同表面处理工艺后的显微组织20钢钢 喷涂喷涂G302铁基粉末铁基粉末 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液变形颗粒空洞不同表面处理工艺后的显微组织20 钢钢 喷涂喷焊喷涂喷焊M80S20 浸蚀剂：王水浸蚀剂：王水M80S20铁基非晶自熔合金粉
8、末成分为铁基非晶自熔合金粉末成分为(Fe,Cr,Ni,W,Mo)80(B,Si,C)20树枝晶共晶不同表面处理工艺后的显微组织 20 喷涂喷涂M80S20 +激光重熔激光重熔 浸蚀剂：王水浸蚀剂：王水M80S20铁基非晶自熔合金粉末成分为铁基非晶自熔合金粉末成分为(Fe,Cr,Ni,W,Mo)80(B,Si,C)20树枝晶共晶M板条不同表面处理工艺后的显微组织 20钢钢 喷涂喷涂M80S20 +激光重熔激光重熔 浸蚀剂：王水浸蚀剂：王水M80S20铁基非晶自熔合金粉末成分为铁基非晶自熔合金粉末成分为(Fe,Cr,Ni,W,Mo)80(B,Si,C)20树枝晶共晶不同表面处理工艺后的显微组织 2
9、0钢钢 喷涂喷涂M80S20 +激光重熔激光重熔 浸蚀剂：王水浸蚀剂：王水M80S20铁基非晶自熔合金粉末成分为铁基非晶自熔合金粉末成分为(Fe,Cr,Ni,W,Mo)80(B,Si,C)20树枝晶共晶M板条不同表面处理工艺后的显微组织40Cr 激光淬火激光淬火 M+A M + K +F P +F 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液激光淬火区激光淬火区未淬火区未淬火区热影响区热影响区不同表面处理工艺后的显微组织T10A 激光淬火激光淬火 M粗大粗大+A M针针+K P球球 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液激激光光淬淬火火区区未淬未淬火区火区热热影影响响区区不同表面处理工艺后的显微组织9SiCr 高频淬火
10、高频淬火 M针针+K +A 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液P球状球状不同表面处理工艺后的显微组织CrWMn 高频淬火高频淬火 M针针+K +A 4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液不同表面处理工艺后的显微组织激光器激光器送粉器送粉器送粉头送粉头加工头加工头工工 件件反射镜反射镜聚光镜聚光镜激光束激光束反射镜反射镜不同表面处理工艺后的显微组织激光熔覆：激光熔覆：利用高能密度激光束将具有不同成分、性能的合利用高能密度激光束将具有不同成分、性能的合金与基材表面快速熔化，在基材表面形成与基材具有完全金与基材表面快速熔化，在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的合金层的快速凝固过程。不同成分和性能的合金层的快速凝固过程。激光合金化：激光合金化：利用高能密度激光束将合金元素和基材薄层熔利用高能密度激光束将合金元素和基材薄层熔化，使基体与合金元素混合形成适当的合金。化，使基体与合金元素混合形成适当的合金。预涂层预涂层熔覆区熔覆区激光束激光束预涂层预涂层合金化区合金化区激光束激光束激光熔覆激光熔覆激光合金化激光合金化不同表面处理工艺后的显微组织
