工程材料实验.doc

工程材料I实验实验一 钢的热处理（水冷+空冷+油冷）实验二 金相试样的制备实验三 金相显微镜的原理及使用实验四 热处理后的显微组织观察实验五 碳钢热处理后的硬度测试实验六 硬度计的原理及使用 实验二金相试样的制备一、实验目的 1.掌握金相显微试样的制备过程和基本方法，并观察、认识其金相显微组织；二、实验仪器及材料 1.仪器：台式金相显微镜、砂纸、抛光机、吹风机等。 2.材料；待磨试样每人一块；各号金相砂纸一套；腐蚀剂；4硝 酸酒精；制备好的45钢试样，滴管。三、实验原理 在利用金相显微镜观察、分析和研究金属材料的金相显微组织时，需要在该材料的典型部位截取样块，然后通过一系列的制备过程，制成符合要求的金相显微试样。即在金相显微镜下可以观察到很清晰的金相显微组织，其整个过程即为磨片。磨片的方法与步骤如下： 取样：试样尺寸通常采用直径为12,高12的圆柱体式样。 镶嵌：当试样的尺寸太小时，直接用手来磨制很困难，需要使用试样夹或利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金和塑料中。 磨制：分粗磨和细磨两道工序。粗磨通常在砂轮机上进行;细磨在一套粗细不同的金相砂纸上由粗到细依次进行的。每更换一号砂纸时，需将试样的研磨方向与上一道磨痕方向垂直，直到将上一号砂纸所产生的磨痕全部消失为止。 抛光：细磨后进行抛光，只要是去除细磨时留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面。金相试样的抛光方法一般可分为机械抛光、电解抛光和化学抛光。本实验中只使用了机械抛光。机械抛光：机械抛光可分为粗抛和细抛两个步骤，均在抛光机上进行。粗抛时转速要高些，细抛或抛软材料时转速要低些，所用抛光材料由抛光布和抛光粉，抛光布蒙在抛光盘上，不同要求应适当选用不同的抛光布。粗抛时常用帆布、粗呢等，精抛时常用绒布、细呢、丝绸等。机械抛光的方法及注意事项如下： A抛光粉要配制成抛光液使用，比例大约为水：粉20：1左右。 B抛光时应使试样磨面均衡地压在旋转着地抛光盘上，压力不宜过大，并应使试样沿抛光盘的半径方向从中心到边缘来回移动。 C抛光过程中要不断注入适量的抛光液，抛光布上的抛光液不宜太多或太少，以试样表面提起后几秒内能干为宜。 D抛光后期，应使试样在抛光盘上各方向转动，以防止钢中夹杂产生拖尾现象。 E抛光时间不宜过长，以防抛光表面层金属变形。（5）化学浸蚀： 经抛光后而没有浸蚀的试样在显微镜下除了能观察到非金属夹杂物（石墨、氧化物、硫化物等）及其本身所具有的孔洞、裂纹等缺陷之外，看不到金属内部的组织，必须经过浸蚀。利用化学浸蚀剂，通过化学或电化学作用显示金属的组织：浸蚀方法：将已抛光好的试样磨面先用轻水冲洗干净，然后用酒精棉清擦一遍，再将试样浸入浸蚀剂中，或用镊子夹着蘸上浸蚀剂的棉球擦其磨面。浸蚀的时间依不同合金及不同组织而定，一般碳钢和铸铁浸蚀的时间大约在1015秒内即可。用自来水冲洗干净，吹干，将浸蚀完的试样放在显微镜下，就可以观察到金属内部的显微组织。化学浸蚀剂种类很多，一般碳钢及铸铁所用浸蚀剂为4的硝酸酒精。（6）电子摄像技术将磨好的金相试样放在显微镜的载物台上，选好放大倍数以后，调整粗调手轮和微调手轮，直接在与显微镜相连的电脑显示屏幕上调清楚焦距，获得清晰的金相图片。四、试验步骤 1每人领取试样一块、金相砂纸一套、玻璃板一块；2将已粗磨好的显微试样一次在各号砂纸上细磨；3细磨过的试样，经指导教师检查合格后进行抛光； 4用化学试剂浸蚀试样的抛光磨面，并在显微镜下观察其显微组织，熟悉显微镜的操作基本规程； 5辨认试样的金相组织，确定试样的型号。五、45钢（空冷）金相组织图 放大倍数（12.5*10） 放大倍数（ 12.5*40）实验五 碳钢热处理后的硬度测试 测量金属的硬度，是热处理生产中最常使用的质量检测方法之一。本次试验用洛氏硬度试验方法。1、 实验目的： 掌握洛式硬度的试验方法及应用范围。2、 硬度测试的原理： 压头通过杠杆在一定载荷作用下使压头压入试样内部，测量压入深度来表征材料硬度。三、实验仪器及材料1仪器：洛氏硬度计2材料；直径为12,高12的圆柱体45钢试样四、洛氏硬度试验内容洛氏硬度试验是压入硬度法中的一种，是以压痕深度大小表示材料的硬度值的。它的压痕较小，可测量较高和较低的硬度，可直接读数，操作方便，生产检验效率高为热处理车间产品检验主要方法之一。洛氏硬度试验操作方法取平行面，对试样进行处理；手匀，接触；加初载荷980N（由于缩松缩孔的存在，保证结果准确统一），小指针由黑点转至红点；旋转指针表盘使大指针对准表盘0点；将操作手柄推向后方；当大指针停转后，扳回手轮卸除主负荷，大指针回转一段距离，此时，大指针所指数字即为洛氏硬度值；下降丝杆取下试样，试验完毕。5、 实验数据记录 不同方式冷却后的硬度测试（单位；HRB）123456平均值空冷36.036.436.034.537.537.036.2油冷66.265.167.668.467.166.866.8水冷79.581.079.581.079.582.080.5原始态36.540.536.731.532.533.535.0数据分析； 热处理过程中的加热和冷却速度是非常重要的。冷却速度则须视不同的热处理方法而各异。冷却速度从大到小依次为：水冷、油冷、空冷。冷却速度不一样，得到的组织不一样，水冷产物是索氏体（25-35HRC）油冷产物是屈氏体+马氏体+残余奥氏体（45-55HRC）空冷产物是马氏体（55-65HRC）。马氏体的硬度很高，马氏体质量分数越大金属越硬。所以水冷处理的式样硬度最大，而空冷得到的试样硬度最小。 实验六 硬度计的原理及使用一、实验目的： 1.掌握硬度计的原理、构造。 2.学会洛氏硬度计的使用。二、洛氏硬度的测量原理 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下，压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大，材料越软；压入的浓度越小，材料越硬。图14-1表示了洛氏硬度的测量原理。图中：0-0：未加载荷，压头未接触试件时的位置。1-1：压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。2-2：加主载荷P1后，压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。3-3：去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置，压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除，所以压头位置提高了h，此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。h值越大，说明试件越软，h值越小，说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念，人为规定，用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位，用符号HR表示，则洛氏硬度值为： (14-1)此值为无量纲数。测量时可直接在表盘上读出。表盘上有红、黑两种刻度，红色的30和黑色的0相重合。使用金刚石圆锥压头时，常数K为0.2mm，硬度值由黑色表盘表示，此时 (14-2)使用钢球(=1.588mm)压头时，常数K为0.26mm，硬度值由红色表盘表示，此时 (14-3)洛氏硬度计的压头共有5种，其中最常用的有两种：一种是顶角为120的金刚石圆锥压头，用来测试高硬度的材料；另一种是直径为的淬火钢球，用来测软材料的硬度。对于特别软的材料，有时还使用直径为、的钢球作压头，不过这几种比较少用。为了扩大洛氏硬度的测量范围，可用不同的压头和不同的总载荷配成不同标度的洛氏硬度。洛氏硬度共有15种标度供选择，它们分别为：HRA，HRB，HRC，HRD，HRE，HRF，HRG，HRH，HRK，HRL，HRM，HRP，HRR，HRS，HRV。其中常用的几种标度列表如下：表14-1 各种洛氏硬度值的符号及应用标度符号压头总载荷N(kg)表盘上刻度颜色常用硬度值范围应用举例HRA金刚石圆锥588.6(60)黑色7085碳化物、硬质合金、表面淬火钢等HRB1.588mm钢球981(100)红色25100软钢、退火钢、铜合金HRC金刚石圆锥1471.5(150)黑色2067淬火钢、调质钢等HRD金刚石圆锥981(100)黑色4077薄钢板、中等厚度的表面硬化工件HRE3.175mm钢球981(100)红色70100铸铁、铝、镁合金、轴承合金HRF1.588mm钢球588.6(60)红色40100薄板软钢、退火铜合金HRG1.588mm钢球1471.5(150)红色3194磷青铜、铍青铜HRH3.175mm钢球588.6(60)红色铝、锌、铅三、洛氏硬度计的构造洛氏硬度计种类很多，构造各不相同，但构造原理及主要部件都相同。图14-2表示了洛氏硬度计的机构构造原理，其他静力载荷测定法的硬度计的构造原理基本与此相同。图14-3为硬度计的外形图。 图14-2 洛氏硬度计机构示意图 图14-3 硬度计外形图- 压头 -载荷法码 -主杠杆 -测量杠杆 -读数百分表 -装压脑处-表盘 -缓冲装置 -载物台 -升降丝杠 -载物台 -升降丝杠手轮-加载手轮 -卸载手轮四、使用硬度计应注意的事项1硬度计本身会产生两种误差：一是其零件的变形、移动造成的误差；二是硬度参数超出规定标准所造成的误差。对第二种误差，在测量前需用标准块对硬度计进行校准。对洛氏硬度计校正结果，差值在1之内合格。差值在2之内的稳定数值，可以给出修正值。差值在2范围之外时则必需对硬度计进行校正维修或换其他硬度测试法测定。洛氏硬度各标度有一事实上的适用范围，要根据规定正确选用。例如，硬度高于HRB100时，应采用HRC标度进行测试；硬度低于HRC20时应用HRB标度进行测试。因为超出其规定的测试范围时，硬度计的精确度及灵敏度较差，硬度值不准确，不宜使用。其他硬度测试法也都规定有相应的校正标准。校准硬度计用的标准块不能两面使用，因标准面与背面硬度不一定一致。一般规定标准块自标定日起一年内有效。2在更换压头或砧座时，注意接触部位要擦干净。换好后，要用一定硬度的钢样测试几次，直到连续两次所得硬度值相同为止。目的是使压头或砧座与试验机接触部分压紧，接触良好，以免影响试验结果的准确性。3硬度计调整后，开始测量硬度时，第一个测试点不用。因怕试样与砧座接触不好，测得的值不准确。特第一点测试完，硬度计处于正常运行机制状态后再对试样进行正式测试，记录测得的硬度值。4在试件允许的情况下，一般选不同部位至少测试三个硬度值，取平均值，取平均值作为试件的硬度值。5对形状复杂的试件要采用相应形状的垫块，固定后方可测试。对圆试件一般要放在V形槽中测试。6加载前要检查加载手柄是否放在卸载位，加载时动作要轻稳，不要用力太猛。加载完毕加载手柄应放在卸载位置，以免仪器长期处于负荷状态，发生塑性变形，影响测量精确度。 实验一 钢的热处理（水冷+空冷+油冷）一、实验目的1.全面熟悉钢的热处理综合实验过程；2.掌握常用材料热处理工艺规范的制定；3.了解热处理的操作方法；4研究热处理对钢的性能的影响；5认识碳钢经各种热处理后的显微组织，.进一步了解碳钢经热处理后，在组织和性能上有什么改变。二、实验设备和材料设备：箱式电炉和控温仪表材料：45钢、钢热处理过试样一套、水、油三、实验原理(一)设计、制定热处理工艺规范钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种热加工工艺，它的基本过程包括：将钢加热到选定温度，在该温度下保持一段时间，然后用选定的速度冷却。1加热温度的选择淬火加热温度根据FeFe3C相图来确定:对亚共析钢，合适的淬火加热温度为AC+3050，淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足(低于AC)则淬火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足。对过共析钢和共析钢，合适的淬火加热温度为ACl+3050。淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体，组织中的粒状二次渗碳体可以明显提高钢的硬度和耐磨性。过高的淬火加热温度(高于ACCM)，会使淬火后得到粗大马氏体和较多的残余奥氏体组织使材料的耐磨性下降，脆性增加，这是因为共析钢含碳量高，加热到ACCM以上时，碳化物全部溶解，使奥氏体晶粒易于长大，淬火后的马氏体粗大。同时，奥氏体内的含碳量越高，则淬火后的马试体量越少，残余奥氏体量越多。 图1-3在共析钢C曲线上估计连续冷却速度的影响表11各种不同成分碳钢的临界温度（部分） 钢的退火是将钢加热到Ac1或Ac3，以上保温后随炉冷却。钢的正火是将钢加热到Ac3或Accm以上3050保温后空冷。正火的冷却速度比退火大。正火得到的组织比退得到的组织细，强度、硬度也较高。2保温时间的确定为了使钢件内外各部分温度均匀一致，并完成组织转变，必须在加热温度下保温一定时间。图1-4正火和各种退火的加热温度范围对于碳钢件，放进预先已加热至选定加热温度的炉内加热。如果是火焰炉、电炉，所需保温时间大经为1分钟/毫米（直径或厚度），合金钢应相对延长一点。回火时的加热、保温时间，应与回火温度结合起来考虑。低温回火时，为了稳定组织、消除内应力，使零件在使用过程中性能与尺寸稳定，回火时间要长一些，一般不少于1.52小时。高温回火时可不宜过长，过长会使钢过分软化，对有的钢种甚至造成严重的回火脆性，一般为1小时左右。3冷却速度的选择冷却是决定钢的最终组织与性能的重要工艺参数，同一种碳钢在不同冷却速度下冷却，会得到不同的转变产物。常采用的冷却介质有炉冷、空冷、风冷、油冷、水冷、等温盐浴冷却等。四、实验步骤及注意事项实验前认真阅读实验指导书。制定好的热处理工艺规范要经教师检查无误后方可进行热处理操作。当炉温达到设计温度后(或从控温仪表上读出)，将工件装入炉内，保温时要注意控温仪表是否正常，发现问题及时报告教师。淬火冷却时，应迅速地将试样放入水或油中，并不停地搅动试样，注意不要将试样露出液面。淬火后的试样用砂布磨掉氧化皮，然后测定硬度疽，同时将本次实验的全部硬度值记在实验报告上。(6)需要回火的工件在淬火后要进行回火操作。完成全部热处理操作后，对各种热处理后的试样进行制备。观察、分析热处理后的显微组织，在认识各组织组成物的基础上，根据显微镜中组织的特点，画出热处理后显微组织示意图。严格区分索氏体和回火索氏体组织、马氏体与回火马氏体组织。5、 思考题1.45钢常用的热处理是什么？45钢常用的热处理是调质-淬火+高温回火，其组织是回火索氏体45钢淬火后得到的组织是淬火马氏体，高温回火（调质）后的组织是回火索氏体，中温回火得到屈氏体或贝氏体，低温回火得到回火马氏体组织。正火和退火组织是珠光体加铁素体组织。 实验三 金相显微镜的原理及使用一实验目的1） 了解金相显微镜的成像原理、基本构造、各主要部件及元件的作用；2） 学习和初步掌握金相显微镜的使用和维护方法。二、显微镜的成像原理众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器， 它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它可以将物体放大。其成像光学原理如图1-1所示。当物体AB置于透镜焦距f以外时，得到倒立的放大实像AB（如图1-1（a），它的位置在2 倍焦距以外。若将物体AB放在透镜焦距内，就可看到一个放大正立的虚象AB（如图1-1（b）。映象的长度与物体长度之比（AB/AB）就是放大镜的放大倍数（放大率）。若放大镜到物体之间的距离a近似等于透镜的焦距(af)，而放大镜到像间的距离b近似相当于人眼明视距离（250mm），则放大镜的放大倍数为：N=b/a=250/fABFFABabf （a）实像放大ABFFABabf （b）虚像放大图1-1 放大镜光学原理图由上式知，透镜的焦距越短，放大镜的放大倍数越大。一般采用的放大镜焦距在10100mm范围内，因而放大倍数在2.525倍之间。进一步提高放大倍数，将会由于透镜焦距缩短和表面曲率过分增大而使形成的映象变得模糊不清。为了得到更高的放大倍数，就要采用显微镜，显微镜可以使放大倍数达到15002000倍。显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两级特定透镜所组成。靠近被观察物体的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高的倍数（2000倍）。图1-2所示是在显微镜中得到放大物像的光学原理图。BDAABf物LABf目F1F2物镜目镜人眼 图1-2 显微镜光学原理图被观察的物体AB放在物镜之前距其焦距略远一些的位置，由物体反射的光线穿过物镜，经折射后得到一个放大的倒立实象，目镜再将实像放大成倒立虚像，这就是我们在显微镜下研究实物时所观察到的经过二次放大后的物像。在设计显微镜时，让物镜放大后形成的实像位于目镜的焦距f目之内，并使最终的倒立虚像在距眼睛250mm处成像，这时观察者看得最清晰。 透镜成像规律是依据近轴光线得出的结论。近轴光线是指与光轴接近平行（即夹角很小）的光线。由于物理条件的限制，实际光学系统的成像与近轴光线成像不同，两者存在偏离，这种相对于近轴成像的偏离就叫做像差。像差的产生降低了光学仪器的精确性。按像差产生原因可分为两类：一类是单色光成像时的像差，叫做单色像差。如球差、慧差、像散、像场弯曲和畸变均属单色像差；另一类是多色光成像时，由于介质折射率随光的波长不同而引起的像差，叫做色差。色差又可分为位置色差和放大率色差。透镜成像的主要缺陷就是球面差和色差（波长差）。球面差是指由于球面透镜的中心部分和边缘部分的厚度不同，造成不同折射现象，致使来自于试样表面同一点上的光线经折射后不能聚集于一点（图1-3），因此使映像模糊不清。球面像差的程度与光通过透镜的面积有关。光圈放得越大，光线通过透镜的面积越大，球面像差就越严重；反之，缩小光圈，限制边缘光线射入，使用通过透镜中心部分的光线，可减小球面像差。但光圈太小，也会影响成像的清晰度。色差的产生是由于白光中各种不同波长的光线在穿过透镜时折射率不同，其中紫色光线的波长最短，折射率最大，在距透镜最近处成像；红色光线的波长最长，折射率最小，在距透镜最远处成像；其余的黄、绿、蓝等光线则在它们之间成像。这些光线所成的像不能集中于一点，而呈现带有彩色边缘的光环。色差的存在也会降低透镜成像的清晰度，也应予以校正。通常采用单色光源（或加滤光片），也可使用复合透镜。如图1-3所示。红ababba紫绿红紫绿红紫绿红紫绿红紫绿红紫绿黄橙红紫绿红紫绿黄橙红1.简单透镜2.消色差透镜3.复消色差透镜（a） 球面像差 （b）色差 图1-3 透镜产生像差的示意图三、实验器材1 台式金相显微镜；2 预先准备好的金相样品。四、实验内容与步骤4.1 实验内容1 结合显微镜实体，掌握显微镜的光学成象原理。仔细了解显微镜的结构及各组件如光源、光栏、垂直照明器、暗场和偏光装置、目镜和物镜等的作用，熟悉物镜和目镜的标记。2通过整个观察金相样品的实际操作过程，学会正确的操作方法，包括物镜和目镜的选择与匹配、调焦、孔径光阑和视场光阑的调节、放大倍数的计算、暗场的使用、垂直照明器的选用、滤色片的选用等。3通过参观、课外查阅资料等方式了解其他类型金相显微镜的特点和用途。4.2 实验步骤1 认真听老师讲解金相显微镜的原理、构造及注意事项；了解各组件的位置、作用。2 熟悉显微镜的操作规程；正确选用物镜和目镜；学会调节光栏和焦距等。3 用金相显微镜观察实验室提供的试样，画出组织示意图。并认真体会整个操作过程，初步领会调焦的技巧。五、使用注意事项（1）操作时必须特别谨慎，不能有任何剧烈的动作。不允许自行拆卸光学系统。（2）严禁用手指直接接触显微镜镜头的玻璃部分和试样磨面。若镜头上落有灰尘，会影响显微镜的清晰度与分辨率。此时，应先用洗耳球吹去灰尘和砂粒，再用镜头纸或毛刷轻轻擦拭，以免直接擦试时划花镜头玻璃，影响使用效果。（3）切勿将显微镜的灯泡（68V）插头直接插在220V的电源插座上，应当插在变压器上，否则会立即烧坏灯泡。观察结束后应及时关闭电源。（4）在旋转粗调（或微调）手轮时动作要慢，碰到某种阻碍时应立即停止操作，报告指导教师查找原因，不得用力强行转动，否则会损坏机件。 实验四 热处理后的显微组织观察一、实验目的 1、 观察碳钢热处理后的显微组织。 2、 了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。 二、实验原理 碳钢经热处理后的组织，可以是平衡或接近平衡状态(如退火、正火)的组织，也可是不平衡组织(如淬火组织)。因此在研究热处理后的组织时，不但要参考铁碳相图，还要利用 C 曲线。 铁碳相图能说明慢冷时不同碳含量的铁碳合金的结晶过程和室温下的组织，及相的相对量。C曲线则能说明一定成分的铁碳合金在不同冷却条件下的转变过程，及能得到哪些组织。 1、钢冷却时的转变 1)共析钢过冷奥氏体连续冷却后的显微组织 为了简便起见，不用C(丁曲线而是用C曲线来分析。共析钢在慢冷时(见图1624中的V1)，将全部得到珠光体。冷速增大到V2时，得到片层更细的珠光体，即索氏体或屈氏体。冷速再增大到 V3时，得到屈氏体和部分马氏体。而冷却速度增大到V4，V5时，奥氏体一下被过冷到马氏体转变始点(Ms)以下，转变成马氏体。由于共析钢的马氏体转变终点在室温以下(50)，所以在生成马氏体的同时保留有部分残余奥氏体。与C曲线鼻尖相切的冷速(V4)称为淬火的临界冷却速度。 2)亚共析钢过冷奥氏体连续冷却后的显微组织 亚共析钢的 C 曲线与共析钢的相比，上部多了一条铁素体析出线，如图1625所示。 当奥氏体缓慢冷却时，(见图1625中的V1)，转变产物接近于平衡状态，显微组织是珠光体和铁素体。随着冷却速度的增大，例如由V1V2V3时，奥氏体的过冷度越大，析出的铁素体越少，而共析组织(珠光体)的量增加，碳含量减少，共析组织变得更细。这时的共析组织实际上为伪共析组织。析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。因此，由V1V2V3时，显微组织的变化是：铁素体+珠光体铁素体+索氏体铁素体+屈氏体。 当冷却速度为 V4时，析出的铁素体极少，最后主要得到屈氏体和马氏体。当冷却速度超过临界冷却速度后奥氏体全部转变为马氏体。碳含量大于 0.5的钢中，马氏体间还有少量残余奥氏体。 3)过共析钢过冷奥氏体连续冷却时的转变与亚共钢相似，不同之处是亚共析钢先析出的是铁素体，而过共析钢先析出的是渗碳体。所以随着冷却速度的增加，钢的组织变化将是：渗碳体+珠光体渗碳体+索氏体渗碳体+屈氏体屈氏体+马氏体+残余奥氏体马氏体+残余奥氏体。 2、钢冷却时所得的各种组织的形态 1)索氏体(S) 是铁素体与渗碳体的机械混合物。其片层比珠光体更细密，在显微镜的高倍(700X以上)放大下才能分辨。 2)屈氏体(丁) 也是铁素体与渗碳体的机械混合物。片层比索氏体更细密，在一般光学显微镜下无法分辨，只能看到如墨菊状的黑色组织。当其少量析出时，沿晶界分布呈黑色网状包围马氏体。当析出量较多时，呈大块黑色晶团状。只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层。 3)贝氏体 奥氏体中温转变的产物叫贝氏体，贝氏体也是铁素体与渗碳体的两相混合物，但其金相形态与珠光体类组织不同，并因钢的成分和形成温度不同而有差别。其组织形态主要有三种： 上贝氏体 上贝氏体是由成束平行排列的条状铁素体和条间断续分布的渗碳体所组成的非层状组织。当转变量不多时，在光学显微镜下为成束的铁素体条向奥氏体晶界内伸展，具有羽毛状特征。在电镜下铁素体以几度到十几度的小位向差相互平列，渗碳体沿条的长轴方向排列成行。上贝氏体中铁素体的亚结构是位错。 下贝氏体 下贝氏体是在片状铁素体内部沉淀有碳化物的混合物组织。由于下贝氏体易受浸蚀，所以在显微镜下呈黑色针状。在电镜下它是以片状铁素体为基体，其中分布着很细的碳化物片，大致与铁素体片的长轴呈55650的角度。下贝氏体中的铁素体亚结构是位错。 粒状贝氏体 粒状贝氏体是最近十几年才被确定的组织。在低、中碳合金钢中，特别是在连续冷却时(如正火、热轧空冷或焊接热影响区)，往往会出现这种组织。在等温冷却时也可能形成。它的形成温度范围大致在上贝氏体相变温度区的上部。粒状贝氏体的金相特征是，较粗大的铁素体块内存在一些孤立的小岛，形态多样，呈粒状或条状，很不规则。低倍观察时，其形态类似于魏氏组织，但其取向不如魏氏组织明显。铁素体包围的小岛，原先是富碳的奥氏体区，其随后的转变可以有三种情况：A分解为铁素体和碳化物，在电镜下可见到比较密集的多向分布的粒状、杆状或小块状碳化物；B发生马氏体转变；C仍然保持为富碳的奥氏体。 4)马氏体(M) 是碳在铁中的过饱和固溶体，马氏体的组织形态是多种多样的，归纳起来可分为两大类，即板条状马氏体和片状马氏体。 A板条状马氏体 在光学显微镜下，板条状马氏体的形态呈现为一束束相互平行的细长条状马氏体群，在一个奥氏体晶粒内可有几束不同取向的马氏体群。每束内的条与条之间以小角度晶界分开，束与束之间具有较大的位向差。板条状马氏体的立体形态为细长的板条状，其横截面据推测呈近似椭圆形。由于条状马氏体形成温度较高，在形成过程中常有碳化物析出，即产生自回火现象，故在金相试验时易被腐蚀呈现较深的颜色。在电子显微镜下，马氏体群是由许多平行的板条所组成。经透射电镜观察发现，板条状马氏体的亚结构是高密度的位错。含碳低的奥氏体形成的马氏体呈板条状，故板条状马氏体又称低碳马氏体，因形成温度高。又称高温马氏体。因亚结构为位错，又称位错马氏体。如图16-26所示。 B.片状马氏体 在光学显微镜下，片状马氏体呈针状或竹叶状，片间有一定角度，其立体形态为双凸透镜状。因形成温度较低，没有自回火现象，故组织难以浸蚀，所以颜色较浅，在显微镜下呈白亮色。用透射电镜观察，其亚结构为孪晶。含碳高的奥氏体形成的马氏体呈片状，故称为片状马氏体，又称高碳马氏体；根据形成温度和亚结构特点，又称低温马氏体，或孪晶马氏体。如图1627所示。 马氏体的粗细取决于淬火加热温度，即取决于奥氏体晶粒的大小。如高碳钢在正常淬火温度下加热，淬火后得到细针状马氏体，在光学显微镜下呈布纹状，仅能隐约见到针状，故又称为隐晶马氏体。如淬火温度较高，奥氏体晶粒粗大，则得到粗大针状马氏体。 5)残余奥氏体(Ar) 当奥氏体中碳含量大于0.5%时，淬火时总有一定量的奥氏体不能转变成为马氏体，而保留到室温，这部分奥氏体就叫做残余奥氏体。它不易受硝酸酒精溶液的浸蚀，在显微镜下呈白亮色，分布在马氏体之间，无固定形态，淬火后未经回火时，残余奥氏体与马氏体很难区分，都呈白亮色。只有马氏体回火后才能分辨出马氏体间的残余奥氏体。 3、钢淬火回火后的组织 钢经淬火后所得到的马氏体和残余奥氏体均为不稳定的组织