淬火+低温回火工艺对30cr13马氏体不锈钢组织和性能的影响【字数：11238】
传统的Cr13型马氏体不锈钢有着较为优秀的抗腐蚀能力，在经过了淬火工艺后，使得过冷奥氏体向马氏体或贝氏体进行转变，形成了相应的马氏体或贝氏体组织，但在淬火结束后得到的还有部分残余奥氏体，这时候就需要进行回火处理即将经过淬火过的工件重新加热到低于临界温度Ac1以下的某一温度，保温一段时间后进行相应的冷却，这样消除或见笑了淬火钢中的内应力，或者降低了它的硬度或者强度，同时提高了韧性以及延展性。本篇论文通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等相应的分析测试技术，研究了30Cr13不锈钢在淬火后在不同低温下回火对其马氏体不锈钢组织和性能的影响。通过本次实验得出了30Cr13马氏体不锈钢随着回火温度的升高，它的硬度会慢慢下降，而它的强度韧性等会有所提高。
目录
第一章 绪论 1
1.1不锈钢的概述 1
1.2.马氏体不锈钢 1
1.3 Cr13型马氏体不锈钢 1
1.3.1 Cr13型马氏体不锈钢的组织和性能特点 2
1.4热处理中退火、正火、淬火、回火的对比和区别 4
1.4.1退火 4
1.4.2正火 5
1.4.3淬火 6
1.4.4回火 8
1.5钢的增强增塑机制 9
1.5.1钢的主要强化机制 9
1.6目的及意义 9
第2章 实验方法 11
2.1实验材料 11
2.2热处理工艺 11
2.2.1热处理设备 11
2.2.2热处理电阻炉的类型以及结构 11
2.3 金相试验的操作方法 13
2.3.1.试样的制备 13
2.3.2试样的研磨 13
2.3.2腐蚀液的制备 14
2.4显微组织观察以及物相分析 14
2.4.1光学金相显微镜组织观察 14
2.4.2扫描电子显微分析 14
第3章 实验分析 15
3.1实验钢淬火后的组织分析 15
3.2回火后实验钢的组织形貌分析 19
3.3扫描电子显微镜分析以及能谱分析 24
第4章 结论 28 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
参考文献 29
致谢 30
第一章 绪论
1.1不锈钢的概述
当前随着世界各地的经济快速发展各大领域对钢材的消耗正在越来越大，着一篇篇繁荣的背后带来的还有这环境污染，能源匮乏，矿产损耗等问题。这就对当前的钢铁材料发展提出了新要求。不锈钢则很好地解决了大部分问题。
不锈钢，简称不锈耐酸钢，它们能在空气、水、盐水、酸、碱等一些具有腐蚀性的介质中有着较高的稳定性。它有着非常美观的表面同时它有着非常不错的耐腐蚀性，为此它的表面不用重新镀色处理就能够获得非常不错的性能。不锈钢的发明对于世界冶金行业有着非常重大的意义，不锈钢的工业化生产从它诞生到今天已经有了近百年的历史。因为不锈钢强度高、抗腐蚀性强、易于加工性、可焊接性等特性，他的应用十分的广泛世界上各个行业包括航天、航空、医药、机械工业、化工都有涉及。
我国的不锈钢工业自经济体制改革过后已经得到了飞速的的发展，数量上的增加、装备上的更新、品种上的多样化、质量也在慢慢提高。我国不锈钢行业从依赖进口转为自给，自给率达到96%[1]。
不锈钢分类：根据不锈钢的基本组织以及它的构成元素等可以将不锈钢分为五个种类：马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体复相不锈钢以及沉淀硬化不锈钢。
1.2.马氏体不锈钢
马氏体不锈钢的基本组织基体是马氏体组织，他有着一定的磁性，它的力学性能因为热处理而能被改变，就此产生了马氏体不锈钢。 换而言之马氏体不锈钢是一种能够硬化的不锈钢。马氏体不锈钢的硬度会随着淬火工艺而有很明显的提高，回火温度的不同对它的韧性也有着不一样的影响。当前，马氏体不锈钢的应用范围十分广泛，如对耐腐蚀性有一定要求的医用手术工具、日常刀具、弹簧轴承等[2]。
1.3 Cr13型马氏体不锈钢
Cr13型马氏体不锈钢是指那些铬含量大约在百分之十三，并且它们的含碳量也相对较低的不锈钢。在传统的机械制造行业中，Cr13型马氏体不锈钢得到了很广泛的应用
1.3.1 Cr13型马氏体不锈钢的组织和性能特点
Cr13型马氏体不锈钢中铬含量较低，钢的组织也因此有了改变。这种转变意义重大，证明了通过热处理，在很大范围内改变了钢的组织，也改变了钢的机械性能在高温转变时可以形成奥氏体，但是仅存于高温，冷却时发生a→M的转变。同时铬能够明显降低钢的临界淬火温度，将Cr13型不锈钢加热到一定的高温，再将其空冷至室温后即可得到马氏体组织。这种转变被叫做自硬作用。而这种钢被称为自硬钢[3]。
1.3.1.1 退火状态的Cr13型不锈钢的组织和性能
Cr13型不锈钢在退火后组织发生了较大的改变主要由铁素体以及碳化物构成。这时候的Cr13型不锈钢机械性能变得很低，耐腐蚀性也不高。这与退火状态下的组织有着很大关系，具体原因有以下两个方面：一在退火状态下，钢中的碳和铬结合成碳化铬这使得铁素体的铬含量降低，由于铬含量的高低与耐腐蚀性有关，为此它的耐腐蚀性能也有所降低，与此同时退火状态的Cr13不锈钢的耐腐蚀性由于钢的碳含量的增加，耐腐蚀性能的变低则显得更加的明显。二是由于退火组织中存在大量的碳化物，碳化物周围的基体处于贫铬的状态，在腐蚀介质中碳化物和周围的基体电极电位不同，形成了大量的微电池，加速了钢的腐蚀[4]。为此为了能有良好的机械性能和耐腐蚀性，Cr13不锈钢在大多数情况下要经过淬火回火后才能使用。而在对机械性能和耐腐蚀性能不高的情况下则一般采用退火状态的Cr13不锈钢。
1.3.2.2 淬火后的Cr13不锈钢的组织和性能
图1.3为Cr13不锈钢的奥氏体等温转变曲线。这类钢的马氏体转变点因为含碳量的不同而大概在250℃~350℃之间。随着试样含铬量的增加C曲线向右偏移，临界淬火速度较小使得尺寸不大的零件经过了淬火温度加热后，可实现空冷淬火。对于一些大型零件则大多采用油中淬火来使奥氏体转变为马氏体。对于一些尺寸不大的零件若要进行淬火则常常采用鼓风喷雾或者鼓风[5]。相比油冷，在低温回火后空冷的硬度要比油冷低一点。但若回火温度大于500℃时，两者的差异较小。
目录
第一章 绪论 1
1.1不锈钢的概述 1
1.2.马氏体不锈钢 1
1.3 Cr13型马氏体不锈钢 1
1.3.1 Cr13型马氏体不锈钢的组织和性能特点 2
1.4热处理中退火、正火、淬火、回火的对比和区别 4
1.4.1退火 4
1.4.2正火 5
1.4.3淬火 6
1.4.4回火 8
1.5钢的增强增塑机制 9
1.5.1钢的主要强化机制 9
1.6目的及意义 9
第2章 实验方法 11
2.1实验材料 11
2.2热处理工艺 11
2.2.1热处理设备 11
2.2.2热处理电阻炉的类型以及结构 11
2.3 金相试验的操作方法 13
2.3.1.试样的制备 13
2.3.2试样的研磨 13
2.3.2腐蚀液的制备 14
2.4显微组织观察以及物相分析 14
2.4.1光学金相显微镜组织观察 14
2.4.2扫描电子显微分析 14
第3章 实验分析 15
3.1实验钢淬火后的组织分析 15
3.2回火后实验钢的组织形貌分析 19
3.3扫描电子显微镜分析以及能谱分析 24
第4章 结论 28 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
参考文献 29
致谢 30
第一章 绪论
1.1不锈钢的概述
当前随着世界各地的经济快速发展各大领域对钢材的消耗正在越来越大，着一篇篇繁荣的背后带来的还有这环境污染，能源匮乏，矿产损耗等问题。这就对当前的钢铁材料发展提出了新要求。不锈钢则很好地解决了大部分问题。
不锈钢，简称不锈耐酸钢，它们能在空气、水、盐水、酸、碱等一些具有腐蚀性的介质中有着较高的稳定性。它有着非常美观的表面同时它有着非常不错的耐腐蚀性，为此它的表面不用重新镀色处理就能够获得非常不错的性能。不锈钢的发明对于世界冶金行业有着非常重大的意义，不锈钢的工业化生产从它诞生到今天已经有了近百年的历史。因为不锈钢强度高、抗腐蚀性强、易于加工性、可焊接性等特性，他的应用十分的广泛世界上各个行业包括航天、航空、医药、机械工业、化工都有涉及。
我国的不锈钢工业自经济体制改革过后已经得到了飞速的的发展，数量上的增加、装备上的更新、品种上的多样化、质量也在慢慢提高。我国不锈钢行业从依赖进口转为自给，自给率达到96%[1]。
不锈钢分类：根据不锈钢的基本组织以及它的构成元素等可以将不锈钢分为五个种类：马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体复相不锈钢以及沉淀硬化不锈钢。
1.2.马氏体不锈钢
马氏体不锈钢的基本组织基体是马氏体组织，他有着一定的磁性，它的力学性能因为热处理而能被改变，就此产生了马氏体不锈钢。 换而言之马氏体不锈钢是一种能够硬化的不锈钢。马氏体不锈钢的硬度会随着淬火工艺而有很明显的提高，回火温度的不同对它的韧性也有着不一样的影响。当前，马氏体不锈钢的应用范围十分广泛，如对耐腐蚀性有一定要求的医用手术工具、日常刀具、弹簧轴承等[2]。
1.3 Cr13型马氏体不锈钢
Cr13型马氏体不锈钢是指那些铬含量大约在百分之十三，并且它们的含碳量也相对较低的不锈钢。在传统的机械制造行业中，Cr13型马氏体不锈钢得到了很广泛的应用
1.3.1 Cr13型马氏体不锈钢的组织和性能特点
Cr13型马氏体不锈钢中铬含量较低，钢的组织也因此有了改变。这种转变意义重大，证明了通过热处理，在很大范围内改变了钢的组织，也改变了钢的机械性能在高温转变时可以形成奥氏体，但是仅存于高温，冷却时发生a→M的转变。同时铬能够明显降低钢的临界淬火温度，将Cr13型不锈钢加热到一定的高温，再将其空冷至室温后即可得到马氏体组织。这种转变被叫做自硬作用。而这种钢被称为自硬钢[3]。
1.3.1.1 退火状态的Cr13型不锈钢的组织和性能
Cr13型不锈钢在退火后组织发生了较大的改变主要由铁素体以及碳化物构成。这时候的Cr13型不锈钢机械性能变得很低，耐腐蚀性也不高。这与退火状态下的组织有着很大关系，具体原因有以下两个方面：一在退火状态下，钢中的碳和铬结合成碳化铬这使得铁素体的铬含量降低，由于铬含量的高低与耐腐蚀性有关，为此它的耐腐蚀性能也有所降低，与此同时退火状态的Cr13不锈钢的耐腐蚀性由于钢的碳含量的增加，耐腐蚀性能的变低则显得更加的明显。二是由于退火组织中存在大量的碳化物，碳化物周围的基体处于贫铬的状态，在腐蚀介质中碳化物和周围的基体电极电位不同，形成了大量的微电池，加速了钢的腐蚀[4]。为此为了能有良好的机械性能和耐腐蚀性，Cr13不锈钢在大多数情况下要经过淬火回火后才能使用。而在对机械性能和耐腐蚀性能不高的情况下则一般采用退火状态的Cr13不锈钢。
1.3.2.2 淬火后的Cr13不锈钢的组织和性能
图1.3为Cr13不锈钢的奥氏体等温转变曲线。这类钢的马氏体转变点因为含碳量的不同而大概在250℃~350℃之间。随着试样含铬量的增加C曲线向右偏移，临界淬火速度较小使得尺寸不大的零件经过了淬火温度加热后，可实现空冷淬火。对于一些大型零件则大多采用油中淬火来使奥氏体转变为马氏体。对于一些尺寸不大的零件若要进行淬火则常常采用鼓风喷雾或者鼓风[5]。相比油冷，在低温回火后空冷的硬度要比油冷低一点。但若回火温度大于500℃时，两者的差异较小。
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