材料:16Mn
工艺情况:热轧回火状态
浸蚀方法:4%硝酸酒精溶液浸蚀
组织说明:
均匀细小的白色铁素体晶粒和黑色珠光体。
锰属我国富产资源之一，价格比较低廉，而且锰在钢中有其优越的性能，在我国的合金钢牌号系列中，锰钢得到广泛的应用。
16Mn钢具有足够的刚度、强度和韧度，并且经济实用。该钢多以轧成钢板和型材供应市场。
由于采用合适的回火工艺，使钢材具有分布均匀和较细的晶粒，能充分发挥钢材的潜力，也有利于冲压成型。
白色基体为铁素体及块状分布的片状珠光体，略呈带状分布趋势。16Mn钢含锰量1.20%~1.60%，它主要固溶于铁素体基体中，从而在钢材中起固溶强化的作用，有利于钢材得到很好的力学性能。16Mn钢主要应用于桥梁、建筑、汽车、压力容器和船舶等领域。
锻件正火状态的显微组织为白色铁素体和黑色细片状的珠光体，较均匀分布。16Mn钢是一种低碳结构用钢，它含合金元素较少，但强度(尤其是屈服强度)却比同等含碳量的普通碳钢要高得多，同时，具有良好的可焊性和耐蚀性，广泛作为石油化工、汽车、桥梁和建筑上的结构材料。用 16Mn钢制造某些压力容器，可以减薄钢板壁厚并简化制造工艺。16Mn钢一般在热轧退火状态或正火状态下使用。焊后可以不再进行热处理。
索氏体和羽毛状的上贝氏体以及少量沿晶界分布的铁素体。锰具有降低 Ar1和提高钢淬透性的作用，使组织均匀，从而提高钢的力学性能。但锰也具有增加钢的过热敏感性和回火脆性倾向的作用，所以要严加控制淬火加热温度，同时避免在回火脆性区慢冷。16Mn钢也可作为-40℃的低温用钢使用。作为低温用钢使用时，经调质处理比之正火、回火处理具有更好的低温性能。
工艺情况:780℃保温 6h，炉冷至 700℃保温 6h，炉冷至550℃以下出炉在铁素体基体上均匀分布着碳化物颗粒。碳化物大部分为球状，小部分为点状和短线段状，属正常球化退火组织，其硬度不大于80HRB。
严重的氧化及脱碳现象，破坏了表面金属的连续性，会使冷挤压成型工艺失败。
造成表面氧化的原因为，球化退火时炉内保护气氛不当;或雨天装料退火，装料桶内存在大量水分，或原材料表面氧化脱碳等因素引起的。20GrMo钢球化退火的目的与各种碳素工具钢、合金工具钢及滚动轴承钢球化退火的目的不同:既不是为了改善切削性能，也不是为最终的淬火作组织准备，而是为了顺利进行冷变形成型。20CrMo钢由于同时含铬、钼合金元素，在冷成型过程中材料容易产生冷作硬化现象，变形阻力大。因此比之低碳碳素钢、20Cr钢、40Cr钢等冷成型难度大得多，对球化退火组织的要求也高。当显微组织为高塑性的铁素体上均匀地分布着球状碳化物时，碳化物对基体的应力集中效应较弱，变形阻力减少，此时具有最佳的冷挤、冷冲压成型效果。20CrMo钢球化退火时碳的扩散距离大，球化较困难，采用等温转球化退火较之其他球化退火工艺，具有效果好、生产周期短的优点。等温球化的加热温度一般在Ac1以上(25~35℃)，保温一定时间(根据零件大小和装炉量而定)后，炉冷至 Ac1以下(20~30℃)，保温一定时间，炉冷至550℃以下出炉。20CrMo钢的Ac1为743℃，所以加热温度为 770~780℃，等温温度为700~710℃为宜。
工艺情况:800℃保温 6h，炉冷至 700℃保温6h，炉冷至 550℃以下出炉白色铁素体上分布着碳化物，碳化物大部分为球状，小部分为粗片状和点状。粗片状珠光体少于10%，属球化不足（不良）组织。在等温球化退火时，等温温度正常，但加热温度偏高接近Ac3(818℃)。随着加热温度的提高，奥氏体的转变量增加，加热时未溶解的碳化物晶核减少，在以后的等温和十分缓慢的冷却过程中，容易生成粗颗粒和粗片状的碳化物，这种组织分布使其冷变形能力变差。
工艺情况:780℃保温 6h，炉冷至640℃保温6h，炉冷至 550℃以下出炉
点状珠光体和少量的球状及细片状珠光体为球化不良组织。等温转变法球化退火时，加热温度正常，但等温温度偏低，等温转变时，过冷度增加。由于奥氏体分解时，析出碳化物的成核率随过冷度的增加而增多，这时碳原子除了扩散到加热时未溶解的碳化物处长大外，大多数是在新生成的碳化物核心上长大。这样球化退火后，除了少量的球化碳化物外，大多数为点状碳化物，这种组织状态其变形阻力和形变硬化指数增加，在冷拉伸成型时，未能冲成桶形，而在冲成碗形时就脱底报废
工艺情况:840℃保温 6h，炉冷至700℃保温6h，炉冷至 550℃以下出炉空冷浸蚀方法:4%硝酸酒精溶液浸蚀
同时表面有严重的氧化和脱碳等现象，很容易造成冷挤压成型失效。等温转变球化退火时，加热温度过高，超过Ac3温度加热时，组织已完全奥氏体化，碳化物已完全溶解在奥氏体中，造成冷却时没有非自发成核的碳化物核心可供碳原子扩散长大，而是直接由奥氏体在缓慢的分解过程中，生成粗片状的珠光体和铁素体，这种组织硬度较高，冷变形阻力大，常会造成冷成型失败。
板条状马氏体的弯曲变形。板条状马氏体具有高强度和良好韧度，其力学性能如下:由于其强度高，可以制成承载能力大的零件，同时由于其高韧度，具有很好的抗冲击能力。图为试样使用时受到大能量冲击，表面产生弯曲吸收冲击能量，而不开裂。而高碳针状马氏体受到大能量冲击时，一般不会发生变形而发生开裂现象。这是低碳板条状马氏体具有良好强韧度和断裂韧度的例证。
滚子尺寸为中Φ28~21×31mm，快速油淬能完全淬硬。板条状马氏体具有高强度和良好的韧性。以板条状马氏体组织状态的滚子具有优良的使用性能。
基体为板条状马氏体，沿晶界析出白色铁素体、黑色托氏体以及羽毛状贝氏体。硬度40~42HRC。滚子尺寸为Φ46~33×48mm，随着零件的增大，淬火时由于淬透性不足而出现的非马氏体组织量也增加。
原材料表面存在皮下气泡，轧制时向表面裂开，并在高温轧制过程中表面产生氧化和脱碳。因此缺陷开口小，而尾部粗大圆钝，并基本上垂直于表面。
20CrMo钢板为热轧钢板，退火后表面酸洗，再冷轧。由于退火后表面氧化层没有酸洗干净，或没有清除原有表面缺陷，造成冷轧时把表面的氧化物轧入钢板中，从而形成折叠缺陷，在折叠处两侧可以看到表面金属变形流线的中断。
粒状珠光体，其中细粒状碳化物分布不均匀，带有原始组织带状偏析的痕迹。20CrMnMo钢常用来制造拖拉机主齿轮、活塞销等机械零件。它的最终热处理工艺应为 910℃渗碳、850℃油淬、200℃回火。
白色铁素体和黑色珠光体，珠光体呈带状分布。带状组织级别应100倍下按照 GB/T 13299《钢的显微组织评定方法》评定。
20CrMnMo钢是高强度的渗碳钢，其淬透性和力学性能优于 20CrMnTi钢，经850℃淬油，180℃回火处理，淬成板条状马氏体，其力学性能可达到σb≥1175MPa; σ0.2≥885MPa; δ≥15%; ψ≥45%; Ak≥55J。20CrMnMo钢渗碳淬火后具有较高的耐磨性和抗弯强度，但磨削时容易产生裂纹，焊接性能较差。
低碳马氏体、贝氏体及少量白色颗粒状铁素体，深色晶界勾划出晶粒，晶粒度可评为10~9 级。20CrMnMo是一种高级渗碳钢。锻造后正火处理是为了细化晶粒，以保证以后的渗碳质量以及心部有良好的综合力学性能。为检测正火后的晶粒度，按照 GB/T6394《金属平均晶粒度测定法》中“直接淬火硬化钢法”及上述试剂显示晶粒，并用对比法评定晶粒度。
粒状贝氏体、白色断续网状分布的铁素体以及黑色块状的珠光体。基体硬度:248HBS。正火后的正常组织应为均匀的珠光体和铁素体。本试样的组织表明正火中加热、保温、冷却均控制不当。20CrMnTi是一种渗碳用钢，渗碳前一般应进行正火处理，以细化晶粒、改善组织分布，为渗碳作好组织准备。
20CrNi2Mo钢较之20CrMnMo钢，具有更高的淬透性，更高的强度和良好的韧度。常用来做截面较大，负荷高，而又需要良好韧度的大型渗碳件，如大型齿轮、轮轴、花键轴、活塞销、轴承套圈等。可直接淬火、低温回火使用，也可作调质钢使用。
铁素体和珠光体，局部晶界布有三次渗碳体，珠光体呈细片状及粒状分布。20CrNi2Mo钢有白点敏感性，大型锻件锻后应退火或去氢退火处理，以防白点的产生。为了消除锻件的粗晶，有时在最终热处理前可进行正火(+回火)处理，以消除锻造的粗大晶粒和使组织均匀化。
工艺情况:880℃淬油后再 800℃淬油，180℃回火20CrNi2Mo钢经二次淬火和低温回火具有高强度和良好韧度的综合力学性能，Φ25mm 试棒经上述工艺热处理后，其力学性能可达到：σb≥980MPa; δ≥13%; ψ≥45%; Ak>36J。
20Cr2Ni4钢的强度、韧度以及淬透性均高于20CrNi2Mo和12Cr2Ni4钢，并有良好的低温韧度，常用于制造要求高的大型渗碳件，如大型齿轴、轴和大型轴承等，也可作强度和韧度要求比较高的调质件。20Cr2Ni4 钢白点敏感性比较大。并有回火脆性倾向，所以作为调质处理时，回火后应快冷，以避免回火脆性的产生。
20Cr2Ni4 钢铬、镍合金元素含量比较高。铬、镍合金元素具有强烈提高钢的淬透性，使奥氏体恒温转变曲线和连续转变曲线向右移，以及降低奥氏体临界分解速度的作用。这样正火空冷时容易得到岛状贝氏体、铁素体，以及少量空淬马氏体的混合组织，组织应力很大。因此，20Cr2Ni4 钢渗碳后，淬火前应作高温回火处理，一方面具有消除应力减少裂纹的产生，另一方面可以减少渗层的残余奥氏体量，起到稳定尺寸的作用。
工艺情况:870℃淬油后再 90℃淬油，180℃回火
20Cr2Ni4钢在经二次淬火和低温回火后，获得板条马氏体，具有优良的综合力学性能，Φ5mm 试样，力学性能可达:σb≥1175MPa; σ0.2≥1080MPa; δ≥10%; ψ≥45%; Ak≥63J。
