2022年2022年金相检验与分析 .pdf

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1、金相检验与分析KT833-3-38 王玲一 、被检查材料的原始条件原始材料：钢锉二、金相检验的目的金属的性能决定于组织，组织发生了变化，则性能随之改变。金属的组织又决定于化学成分及加工工艺。可以说金属的组织是化学成分及热加工工艺的反应。所以，金属的组织不仅是评定金属材料或金属零件内在质量的重要依据，而且也是配制合金成分、制定和改进金属加工工艺的依据。组织分析结果的正确性，直接涉及到金属材料及金属零件质量关系的大问题。所以金属的组织分析工作十分重要，是冶金厂、各类机械厂及有关科研单位不可缺少的工作。三、检查方法的选择（一）金相显微试样的制备金相试样的制备包括取样、磨制、抛光和浸蚀等步骤。1. 取

2、样试样的选取应根据被检验材料或零件的特点，取其有代表性的部位。例如研究零件的失效原因时，应在失效部位取样，并在完好部位取样，以便对比分析。对于铸造合金，考虑到组织的不均匀性，应从表层到中心各个部位进行选取。对于轧材，研究表层缺陷和夹杂物的分布时应横向取样；研究夹杂物类型、形状、变形程度、带状组织时应纵向取样。对一般热处理后的零件，由于组织均匀，可任意取样取样时应保证试样观察面不发生组织变化，软材料取样可用锯、刨、车等方法，硬材料取样可用砂轮切片机等方法，脆性材料可用锤击等方法。试样尺寸不宜过大或过小，一般以手拿方便即可，其形状以便于观察为宜。2. 磨制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

3、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - (1) 粗磨：粗磨目的是为了获得一个平整的表面，软材料试样可用锉刀锉平；钢铁材料可用砂轮机磨平。磨削时应注意试样对砂轮的压力不宜过大，以免在试样表面上形成较深的磨痕而增加细磨的困难，磨削时应不断用水冷却试样，以免受热引起组织变化，试样边缘要进行倒角，以免在细磨和抛光时划破砂纸和抛光绒布或造成试样从抛光机上飞出伤人。(2) 细磨：细磨分手工磨光和机械磨光两种。手工磨光是用手拿住试样在金相砂纸上进行。金相砂纸按粗细分为01、0

4、2、03、04、05 号等。细磨时依次从01 磨到 05 号，钢铁材料一般磨到04 号即可，软材料（如铝、镁等合金）可磨到05 号砂纸。细磨时必须注意 : 1) 细磨时应将砂纸放在光滑平整物体(如玻璃板 ) 上, 手指拿住试样 , 并使磨面朝下 , 均匀用力由后向前推行磨削。在回程时，提起试样不与砂纸接触，以保证磨面平整而不产生弧度。2) 每换一号砂纸时，应将试样转90再磨，使磨削方向与前道磨痕方向垂直，以便观察前道磨痕是否全部消除。3) 每更换一次砂纸之前，应把试样、玻璃和手洗净，以免把粗砂粒带到下一号细砂纸上去。另外，磨削软材料时，可在砂纸上涂一层润滑剂，如机油、甘油、肥皂水等，以免砂粒嵌

5、入试样磨面。机械磨光是在预磨机上进行。预磨机是由电动机带动转盘、转盘分为蜡盘和砂纸盘两种。蜡盘就是把混有金刚砂的熔化石蜡浇在转盘上，待凝固车平后装在预磨机上就可使用。做成不同粗细的金刚砂蜡盘，在生产检验中被大量使用。砂纸盘是把水砂纸剪成圆形，用水玻璃粘在预磨机转盘上，水砂纸按粗细分为 200、300、400、500、600、700、800、900 号等，一般用200、400、600、800 号水砂纸依次磨制即可，用蜡盘和水砂纸盘磨制时，要不断加水冷却。3. 抛光抛光由机械抛光、电解抛光、化学抛光等方法，使用最广的是机械抛光。机械抛光是在抛光机上进行。抛光机由电动机带动抛光盘，抛光盘上铺有不同的

6、抛光布。粗抛时用帆布或粗呢，细抛时用绒布、细呢或丝绸等。抛光过程中要不断向抛光布上倒入适量的水与Cr2O3（或 Al2O3、MgO 等悬浮液。试样的磨面应平正地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大，并使试样从抛光盘边缘到中心不断地作径向往复移动。待试样表面磨痕全部被抛掉而呈现光亮镜面时，抛光即可停止，并将试样用水或酒精洗干净后转入浸蚀。4. 浸蚀经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察，只能看到一片亮光，除非某些金属夹杂物（如 MnS及石墨等）外，不能辨别出各种组织及其形态。因此，必须用浸蚀剂对试样抛光面进行浸蚀，钢铁材料通常用35硝酸酒精溶液。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

7、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 浸蚀方法是将待观察面浸入浸蚀剂中，或用玻璃棒缠少许脱脂棉蘸取浸蚀剂擦拭的方法。浸蚀时间要适当，当试样抛光亮面呈灰色时就可停止，并立即用清水或酒精清除残酸，用吹风机吹干后，即可在显微镜下进行观察。若试样浸蚀过度，显微组织模糊不清时，须重新抛光和浸蚀，若浸蚀不足，组织不能完全显露时，可进行补充浸蚀。四、结果的分析与处理100 倍 光学放大镜名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

8、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 400 倍光学放大镜材料名称：碳素工具钢锉刀牌号： T12 标准： ZB-J36_003-87 特性及适用范围： T12钢由于含碳量高，淬火后有较多的过剩碳化物，按耐磨性和硬度适于制作不受冲击负荷、切削速度不高、切削刃口不变热的工具，脆性较大，如制作车床、刨床的车刀、铣刀、钻头；可制作铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙、刮刀、量规、切烟草刀、锉刀，以及断面尺寸小的冷切边模、冲孔模等化学成分：碳 C ： 1.151.24% 硅 Si ：0.35% 锰 Mn ：0.40% 力学性质：退火状态HB

9、S 不小于 207 试样淬火 HRC 不小于 760780水 62 硬度： 6267HRC 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 金相组织：马氏体 +残余奥氏体 +碳化物五、热处理工艺 : 碳素工具钢热处理常见缺陷（一）、硬度低或软块产生原因：淬火温度低，加热时间短，预热时间过短，预热温度太低，装炉量多，零件排列过密，出现阴阳面，原材料存在严重的石墨碳，或粗颗粒状碳化物，原材料脱碳或淬火加热脱碳，淬火冷却慢、等温淬火的

10、等温温度过高或时间过长，回火温度高，空气炉回火不循环，回火不充分，异材混入，原材料脱碳层未切除，炉温不均匀，仪表示值不准，工件离盐浴面太浅或工件接触下面盐渣，使温度不均匀。（二）、淬火脱碳产生原因：盐浴中，水、氧以及不纯物质（如硫酸盐、碳酸盐）的含量过高，氧化铁皮落入炉内，硝盐带入炉内，脱氧不良和捞渣不彻底，淬火夹具具有铁锈，夏天空气湿度太大。( 三) 、过热和过烧产生原因：淬火温度过高，控温仪表失灵，或示值不准，零件距盐浴炉电极太近或靠近电阻丝，炉底沉积物太多，而电极插入其中，使炉底温度过高，零件插入沉积物中过热、过烧，零件在加热过程中脱碳或增碳，零件在盐浴炉中加热时间过长，盐炉电极分布不合

11、理，炉温不均匀造成局部过热，淬火温度控制不严。( 四) 、畸变产生原因：热处理前零件内部有残余应力，淬火前局部脱碳，加热温度高且不均匀加热和冷却速度过大，淬火操作不当，摆动过大或互相碰撞，杆状刀具在回火时摆放不当，钢材化学成分不均匀，淬透性低，碳化物分布不均匀，回火不充分，矫直、酸洗造成的残余应力未消除。( 五) 、裂纹产生原因：淬火过热，加热不均匀和加热速度过快，淬火冷却过快，操作不当，清洗过早，回火不及时，回火不足，返修刀具未退火就直接淬火，刀具脱碳，刀具表面有刀迹，厚薄悬殊大形状过于复杂，钢材中夹杂物过多，带状组织严重，有网状碳化物或原来有微裂纹，对焊刀具在焊缝处有气孔夹杂或脱焊，矫直用

12、力过大，酸洗时出现敲击裂纹。( 六) 、腐蚀产生原因：盐浴中含有杂质太多如Na2SO4 ，HCl 等，盐浴中混入硝盐，分解出原子氧，与刀具作用产生麻点，盐浴液面有腐蚀介质，在空气中氧化，淬火残盐未除尽或残盐潮解，盐浴脱氧不彻底，酸洗时间过长或酸洗耳恭听温度过高。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 五、结果分析与讨论T12钢是一种碳素工具钢，其中碳的含量是12，再把它进行高温下加热的时候，首先它里边的铁素体会转变成奥氏

13、体，然后多余的碳会溶解在奥氏体里边，开始的组织是奥氏体，加热一段时间稳定后，进行水淬后，由于温度急剧的降低，会生成马氏体，同时由于马氏体的体积会变大，所以会产生大量的残余奥氏体。所以它在常温下的组织为马氏体和奥氏体。六、结论通过本次试验我再次熟悉了金相实验的全部过程，与以往不同的是这次的实验材料是由自己去找的，并且增加了材料的检验标准，更加深入的让我们了解到材料的热处理缺陷分析的重要性，在实验中也遇到了很多问题，比如我的材料在侵蚀的时候非常艰难，很难侵蚀，总是侵蚀浅。热处理的缺陷很多，产生的原因多种多样，因此，为了预防和挽救热处理缺陷，首先要深入了解各种热处理缺陷形态特征、产生原因和影响因素，准确分析确定热处理缺陷的性质，提出切实可行的预防措施和改进措施。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -