试验四合金钢铸铁及有色金属的组织观察.pptx

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1、实验一金相显微试样的制备一、金相显微试样的制备过程二、实验设备及材料三、实验目的、内容及要求返 回第1页/共70页实验一金相显微试样的制备一、金相显微试样的制备过程（一）取样（二）镶嵌（三）磨制（四）抛光（五）侵蚀返 回第2页/共70页（一）取样：1.1试样选择1.1.1.1试样截取的方向、部位、数量应根据规定进行。1.1.2需研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别等时，应垂直于锻轧方向取横截面截取试样。1.1.3需研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度等情况时，应平行于锻轧方向取纵截面截取试样。1.1.4需研究焊接接头从表层到中心及各焊层的组织、显微组织状态

2、、晶粒度级别等情况时，应垂直于焊缝的纵截面截取试样，并应符合相关标准、规程的规定。第3页/共70页（一）取样：1.1试样选择1.1.1.1试样截取的方向、部位、数量应根据规定进行。1.1.2需研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别等时，应垂直于锻轧方向取横截面截取试样。1.1.3需研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度等情况时，应平行于锻轧方向取纵截面截取试样。1.1.4需研究焊接接头从表层到中心及各焊层的组织、显微组织状态、晶粒度级别等情况时，应垂直于焊缝的纵截面截取试样，并应符合相关标准、规程的规定。第4页/共70页（一）取样：1.1.1.1试样截取的方向

3、、部位、数量应根据规定进行。1.1.2需研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别等时，应垂直于锻轧方向取横截面截取试样。1.1.3需研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度等情况时，应平行于锻轧方向取纵截面截取试样。1.1.4需研究焊接接头从表层到中心及各焊层的组织、显微组织状态、晶粒度级别等情况时，应垂直于焊缝的纵截面截取试样，并应符合相关标准、规程的规定。第5页/共70页（一）取样：1.2试样截取1.2.1试样可用手锯、砂轮切割机、锯、刨、铣等截取，必要时也可用气割法、等离子切割等方法截取。1.2.2不论用哪种方法取样，均应避免截取方法对组织的影响。对过热的影

4、响，可在截取时采取水冷等措施避免。1.2.3确定好部位后就可把试样截下，试样的尺寸通常采用直径1215mm，高1215mm的圆柱体或边长1215mm的方形试样。第6页/共70页（一）取样：1.2试样截取1.2.1试样可用手锯、砂轮切割机、锯、刨、铣等截取，必要时也可用气割法、等离子切割等方法截取。1.2.2不论用哪种方法取样，均应避免截取方法对组织的影响。对过热的影响，可在截取时采取水冷等措施避免。1.2.3确定好部位后就可把试样截下，试样的尺寸通常采用直径1215mm，高1215mm的圆柱体或边长1215mm的方形试样。返 回第7页/共70页（二）镶嵌当试样的尺寸太小（如金属丝、薄片等）时，

5、直接用手来磨制抓持很困难，需要使用试样夹或利用试样镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料中。如果试样过于细薄、过软、易碎、须检验试样边缘组织、或者为了便于研磨，可对试样进行镶嵌。但镶嵌后不得改变试样的原始组织。试样的镶嵌方法根据试样特点及镶嵌的目的选择和执行。返 回第8页/共70页（三）磨制1.磨平截取或者选择好的试样，先经砂轮或角向磨光机磨平，为下一道砂纸的磨制做好准备。磨平过程中,须用水冷却试样，使金属组织不因受热而发生变化。2.磨光试样的磨光可采用手工或机械磨样机进行，一般磨到500#水砂纸或01#金相砂纸即可进行宏观检验，对于微观金相试样则还需要进行抛光。第9页/共70页（三）磨制2.1

6、手工磨光经过磨平的试样，洗净、吹干后，砂纸平铺于平滑的玻璃、金属或其他板上，使试样与砂纸面完全接触，用手工依次由粗到细在各号砂纸上磨制。每更换一次砂纸，试样或磨制方向须转90角与旧磨痕成垂直方向。手工磨制时还须注意：a.以均匀的压力向前推进，回程时将试样提起，切忌将试样在砂纸上来回研磨。b.每更换一次砂纸，均须磨至旧磨痕完全消失，新磨痕均匀一致为止。c.每次更换砂纸时，须用水将试样清洗干净，以免将粗砂粒带到细砂纸上。d.试样磨制时用力不可太大，每次磨制时间不可太长以避免试样过热。第10页/共70页（三）磨制2.2机械磨样机磨光2.2.1粗磨：将不同号数的砂纸由粗到细分别置于机械磨样机上依次磨制

7、。钢铁材料试样的粗磨通常在砂轮机上进行，但在磨制；将粗磨后的试样用水冲洗并擦干后就开始进行细磨。2.2.2细磨：细磨是在一套粗细不同的专用金相砂纸上，由粗到细依次顺序进行的。将金相砂纸放在厚玻璃板上，手指紧握试样，磨面紧帖砂纸向前推进，回程时提起试样，直到试样磨面出现方向一致的均匀条纹，然后用水清洗并擦干，更换下一号砂纸，并将试样旋转90，使磨制方向与上一次的磨痕垂直，直到把上一号砂纸所产生的磨痕全部消除为止。返 回第11页/共70页（四）抛光细磨后的试样还需要进一步抛光，抛光的目的是为了去除细磨时留下的细微磨痕而获得光亮的镜面。金相试样的抛光方法：机械抛光、电解抛光和化学抛光。1.机械抛光1

8、.1粗抛光将经过磨光后的试样，将利用装有尼纶、尼绒或者细帆布的抛光机或其他抛光设备，配合使用氧化铝、氧化镁、氧化铬等磨料进行抛光。抛光时间2min5min,抛光后用水洗净并吹干。第12页/共70页（四）抛光1.2细抛光经过粗抛光后的试样利用装有尼龙绸、天鹅绒或其他纤维细匀的丝绒的抛光机或其他抛光设备，配合使用不同粒度的细抛光粉或细金刚砂软膏进行精抛光。此过程中应注意：a.用力要轻，须从盘的中心至边缘来回抛光，并不时滴加少许磨粉悬浮液。b.绒布的湿度以将试样从盘上取下观察时，表面水膜能在23s内完全蒸发消失为宜。c.试样抛光到磨痕完全除去，表面象镜面为止。d.抛光后的试样用水洗净吹干，使表面不致

9、有水迹或污物残留。e.试样抛光时，若发现较粗磨痕不易去除，或试样抛光后在显微镜下观察，发现有凹坑等影响试验结果的缺陷时，试样应重新磨制。第13页/共70页（四）抛光2.电解抛光利用电化学反应时的阳极溶解原理，以试样作为阳极，碳棒或其他材料为阴极，根据样品材料选用相应的抛光液、电压、电流、温度和时间，通过电化学反应而得到光亮表面。常用电解抛光液及使用条件见表1。表1 常用金相电解抛光液序号成 份抛 光 规 范用途备 注1高氯酸 15%20%酒精 80%85%电流密度(0.10.3)A/cm,小于50，时间15min90 min 钢铁配制时，将高氯酸缓缓加入到酒精中2高氯酸 18%20%醋酸 80

10、%85%电压2040V,温度7080,电流密度(0.71.0)A/cm2,钢铁配制时，将高氯酸缓缓加入到醋酸中3磷酸 48(重量百分比)甘油 50(重量百分比)水 2(重量百分比)电流密度15A/cm2温度 7080时间 13min不锈钢铅作阴极第14页/共70页（四）抛光2.电解抛光利用电化学反应时的阳极溶解原理，以试样作为阳极，碳棒或其他材料为阴极，根据样品材料选用相应的抛光液、电压、电流、温度和时间，通过电化学反应而得到光亮表面。常用电解抛光液及使用条件见表1。表1 常用金相电解抛光液序号成 份抛 光 规 范用途备 注1高氯酸 15%20%酒精 80%85%电流密度(0.10.3)A/c

11、m,小于50，时间15min90 min 钢铁配制时，将高氯酸缓缓加入到酒精中2高氯酸 18%20%醋酸 80%85%电压2040V,温度7080,电流密度(0.71.0)A/cm2,钢铁配制时，将高氯酸缓缓加入到醋酸中3磷酸 48(重量百分比)甘油 50(重量百分比)水 2(重量百分比)电流密度15A/cm2温度 7080时间 13min不锈钢铅作阴极第15页/共70页（四）抛光3.化学抛光利用化学试剂对试样表面进行不均匀溶解，从而得到光亮表面。该方法只能使试样表面光滑，不能达到表面平整的要求。常用金相化学抛光液见表2。表2 常用金相化学抛光液序号成 份抛光规范用途1硝酸 (比重1.33)3

12、0ml氢氟酸(比重1.12)70ml水 300ml温度60低碳钢2双氧水 100ml草酸 2.53g氢氟酸 510ml低合金钢3盐酸 (重量百分比)30%硫酸 (重量百分比)40%氯化钛(重量百分比)5.5%水 (重量百分比)24.5%温度7080不锈钢返 回第16页/共70页（五）侵蚀经抛光后的试样若直接在金相显微镜下观察，只能看到一片亮光，除非某些非金属夹杂物（MnS及石墨等）外，无法辨别出各种组成物及其形态特征。必须使用侵蚀剂对试样表面进行侵蚀，才能清楚地显示出显微组织的真实情况。钢铁材料最常用的侵蚀剂为34%的硝酸酒精溶液或4%苦味酸酒精溶液。其它可查有关侵蚀剂手册。最常用的金相组织显

13、示方法是化学侵蚀法。第17页/共70页1.宏观检验浸蚀1.1酸浸试验可用热酸浸蚀或冷酸浸蚀1.2根据被检件的化学成分及检验目的，确定浸蚀液的成分，浸蚀温度和浸蚀时间，以能准确显示缺陷为准。1.3酸浸液应盛于耐酸器皿（如烧杯）中，酸浸试验宜在通风处进行。1.4试样放入酸浸液时，被检面应不与器皿或其它试样接触，并应完全浸入酸浸液中，以保证浸蚀均匀。第18页/共70页1.宏观检验浸蚀表3 钢铁材料常用宏观组织浸蚀剂浸蚀剂名称成 份使 用 要 点适 用 范 围硝酸水溶液硝酸 10ml水 90ml室温下约1020min浸蚀后10过硫酸铵水溶液擦蚀显示碳钢、低合金钢及焊缝的宏观组织氧化铜过氯化铵水溶液氧化

14、铜 35g过氯化铵 53g水 100ml浸蚀3090S，再擦洗去磨面上的铜适用于低、中合金焊缝，能显示焊缝中的点、气孔、裂纹混合酸溶液盐酸 500ml硫酸 25ml硫酸铜 100g试样需抛光，用浸蚀法直到显现出组织时为止适用于不锈钢奥氏体钢焊接第19页/共70页1.宏观检验浸蚀1.7浸蚀完毕后，即可用耐酸钳,将试样从浸蚀液中取出，并立即在流动水中冲洗，同时用毛刷将试样表面上的腐蚀产物洗刷掉。刷洗后还可采用2%NaOH或3-5%Na2CO3溶液冲洗，然后吹干。1.8试样酸浸后，如发现浸蚀不够时，可继续浸蚀至达到要求为止；如发现浸蚀过深时，须将试样被检面重新进行磨平磨光后再按上述方法重新浸蚀。1.

15、9酸浸后的试样应及时检查或拍照，并作好记录。若需暂时放置，则应置于干燥器中保存。1.10检查时如发现折叠、裂纹、气孔和未焊透等缺陷，可绘制简图对其进行记录，拍照时应注明放大倍数并测定缺陷的尺寸与位置，以便评定被检件质量。第20页/共70页2.微观检验浸蚀2.1试样按照要求进行研磨并经显微镜检查合格后，即可进行浸蚀，浸蚀时间视金属材料的性质、浸蚀液的浓度、温度等而定，以能在显微镜下清晰显示金属组织为宜。2.2试样浸蚀完毕后，迅速用水冲洗，然后再用无水酒精清洗，热风吹干。若浸蚀程度不足时，视具体情况可继续进行浸蚀，或重新抛光后再进行浸蚀；若浸蚀过度时，一般可重新抛光后再进行浸蚀；当浸蚀过度严重时，

16、则须重新磨制，并经抛光后再进行浸蚀。2.3浸蚀好的试样，应立即观察拍照。第21页/共70页2.微观检验浸蚀表4 钢铁材料常用微观组织浸蚀剂浸蚀剂名 称成 份 使 用 要 点 适 用 范 围 备 注硝酸酒精溶 液硝酸 1-5ml酒精 100ml硝酸含量增加，则选择性减少，而浸蚀作用加剧。用蒸馏水代替部分酒精（一半），可加速浸蚀；用甘油代替部分酒精则减缓浸蚀适用于碳钢及低合金钢。配制时，将硝酸缓慢地倒入酒精中。铬酸盐酸水 溶 液盐酸 25ml 10%铬酸水溶 550ml 适用于热处理后的18-8不锈钢。王水溶液盐酸 1份硝酸 3份使用前试剂应放置24小时，长时间浸蚀会形成凹坑。显示奥氏体钢的晶界、

17、腐蚀不锈钢的相返 回第22页/共70页二、实验设备及材料1准备1215mm，高1215mm的圆柱体或边长1215mm的方形低碳钢试样若干，预先用砂轮将表面磨平。2粗砂纸和金相砂纸每人一套，毛巾、吹风机和水盆共用。3机械抛光机，金相显微镜4预先配置好侵蚀剂，并准备好棉签用于侵蚀。返 回第23页/共70页三、实验目的、内容及要求1.实验目的：1）了解金相试样的制备过程2）掌握钢铁金相试样的制备过程及方法2.实验内容：学生按照金相试样的制备流程每人制作一碳钢试样。3.实验要求：要求在显微镜下能清楚分辨显微组织，且没有明显可见的磨痕。返 回第24页/共70页实验二铁碳合金平衡组织分析一、铁碳合金相图原

18、理概述二、实验内容及步骤三、实验材料及设备四、实验目的及报告要求返 回第25页/共70页实验二铁碳合金平衡组织分析一、铁碳合金相图原理概述（一）工业纯铁（二）碳钢共析钢、亚共析钢、过共析钢（三）白口铸铁共晶白口铁、亚共晶白口铁、过共晶白口铁返 回第26页/共70页（一）工业纯铁碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。见图2-1。当其冷到碳在-Fe中的固溶度线PQ以下时，将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体，铁素体的硬度在80HB左右，而渗碳的硬度高达800HB。因工业纯铁中的渗碳体量很少，故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。返 回图2-1 工业纯铁组织第27页/共70页（二）碳钢碳的质

19、量分数在（0.02182.11）%之间的铁碳合金称为碳钢，根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。（1）共析钢成分为，在727以上的组织为奥氏体，冷至727时发生共析反应：将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体（P）。室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%，慢冷所得的珠光体呈层片状。图2-2 珠光体电镜组织 图2-3 珠光体光镜组织 第28页/共70页（二）碳钢采用电子显微镜高倍放大能看出Fe3C薄层的厚度，图2-2中窄条为Fe3C，宽条为F基体，两者有明显的分界线。在普通光学显微镜下观察时，只能看到Fe3C成条条细黑线分布在铁素体上，见图2-3。位向相同的一组铁素体加渗碳体片层，

20、称一个共析领域。当放大倍数低，珠光体组织细密或浸蚀过深时，珠光体中的片层难以分辨，呈一片暗色区域。第29页/共70页（二）碳钢（2）亚共析钢成分为0.0218%0.5%，珠光体成为钢的基体，铁素体呈连续或断续的网络状围绕着珠光体分布，这是由于先共析铁素体是沿原奥氏体边界优先析出，至一定量后，剩余奥氏体才转变为珠光体，不同含碳量的亚共析钢的显微组织见下图2-4。第30页/共70页（二）碳钢（a）20钢（b）40钢 图2-4 亚共析钢显微组织第31页/共70页（二）碳钢（3）过共析钢成分为0.77%2.11%，但实用钢的最大含碳量只到1.3%，因碳量再高，二次渗碳体量增多，使钢变脆。过共析钢的组织

21、由珠光体及二次渗碳体所组成，二次渗碳体呈网状，碳量愈高，渗碳体网愈多、愈完整。与先共析铁素体网很容易区别，若经硝酸酒精溶液浸蚀后，两者虽均为亮色，但二次渗碳体网要细得多；若用碱性苦味酸钠溶液热浸蚀后，渗碳体变成暗色，铁素体仍为亮色。经不同方法浸蚀后的T12钢组织见图2-5a、b。第32页/共70页（二）碳钢返 回图2-5 过共析钢显微组织（a）（b）（a）共晶白口铁（b）亚共晶白口铁（C）过共晶白口铁 图2-6 白口铸铁组织第33页/共70页（三）白口铸铁（3）过共析钢（1）共晶白口铁（=4.3%）此合金由液态冷却到1148时，全部发生共晶反应：，所得产物称莱氏体（Ld），呈豹皮状，其中奥氏体

22、呈短棒或小条状分布在渗碳体基体上，在以后继续冷却的过程中，只有奥氏体原地发生转变，先析出二次渗碳体，后在727形成珠光体。沿奥氏体边界析出的二次渗碳体，常与共晶渗碳体连成一片，不易分辨。室温组织是由奥氏体转变来的二次渗碳体、珠光体及原共晶渗碳体组成，称变态莱氏体（Ld）。所谓变态的实质是指共晶内部组成物改变，并非形貌改观，在显微镜下观察变态莱氏体仍呈豹皮状，见图2-6a。第34页/共70页（三）白口铸铁（2）亚共晶白口铁（=2.11%4.3%）这类合金凝固时先析出初生奥氏体，呈树枝状，剩余液体在1148发生共晶反应得到莱氏体，继续冷却时初生奥氏体及共晶体中的奥氏体各在原地发生相同的转变，即先析

23、出二次渗碳体，后形成珠光体，室温组织是由初生奥氏体转变所得的二次渗碳体加珠光体（Fe3CII+P）及变态莱氏体Ld所组成，见图2-6b。（3）过共晶白口铁（=4.3%6.69%）过共晶白口铸铁的组织由粗大片状的一次渗碳体加变态莱氏体组成，见图2-6c。返 回第35页/共70页二、实验内容及步骤1.讨论Fe-Fe3C相图1）分析各相及组织组成物的本质。2）分析不同含碳量的铁碳合金的凝固过程、室温组织及其形貌特征。3）总结铁碳合金的组织、性能与含碳量的关系。2.观察、分析并画出工业纯铁、不同碳钢及白口铸铁的组织示意图。3.测定不同含碳量的碳钢的硬度。返 回第36页/共70页三、实验材料及设备1.表

24、1-1所列的金相试样2套，并附金相照片。2.金相显微镜2台。3.布氏硬度计1台。4.测定组织组成物相对含量用的亚共析钢金相照片及透明方格纸各15张。返 回表1-1 本实验所观察的合金类别合金牌号浸蚀剂显微组织类别合金牌号浸蚀剂显微组织工业纯铁工业纯铁4%硝酸酒精溶液F+Fe3CII过共析钢T124%硝酸酒精溶液P+Fe3CII亚共析钢204%硝酸酒精溶液F+P碱性苦味酸钠溶液亚共析钢404%硝酸酒精溶液F+P白口铸铁亚共晶4%硝酸酒精溶液Fe3CII+P+Ld亚共析钢604%硝酸酒精溶液F+P共晶4%硝酸酒精溶液Ld共析钢T84%硝酸酒精溶液P过共晶4%硝酸酒精溶液Ld+Fe3CI第37页/共

25、70页四、实验目的及报告要求1.实验目的：（1）熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。（2）掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。2.报告要求（1）列表说明铁碳相图中各个相的本质，晶体结构，溶碳量，形成条件，形态等不同点。（2）画出所观察合金的显微组织示意图并加以注解。（3）分析20钢及亚共晶白口铁的凝固过程。（4）总结含碳量增加时钢的组织和性能的变化规律。（5）总结碳钢和铸铁中各种组织组成物的本质和形态特征。返 回第38页/共70页实验三钢的热处理组织观察一、钢的原理概述二、实验内容及步骤三、实验材料及设备四、实验目的返 回第39页/共70页一、钢的热处理组织概述（

26、一）退火组织（二）正火组织（三）淬火组织（四）回火组织返 回第40页/共70页（一）退火组织1.碳钢的退火组织接近其平衡组织：工业纯铁的组织为铁素体，有时会出现极少量珠光体；亚共析钢为珠光体+铁素体；共析钢为珠光体；过共析钢为珠光体+二次渗碳体。2.在金相显微镜下：铁素体为亮白色；珠光体是由铁素体和渗碳体所构成的片层状组织，在高倍显微镜下可清楚分辨其片层，但片层太细小或放大倍数较小则无法区分时，只能看到灰色或黑色一片；珠光体内的渗碳体很细小，在显微镜看到的往往是其边界呈黑色，在过共析钢中呈粗大网状时则为白色。如图3-1。第41页/共70页（一）退火组织返 回a.20钢 b.T8钢 c.T12钢

27、 图2-1.碳钢的退火组织 第42页/共70页（二）正火组织返 回碳钢的正火组织与其退火组织类似，只不过其先析出相的含量较少：亚共析钢的铁素体量比退火组织少；过共析钢因二次渗碳体量本来就少，经正火后二次渗碳体就会完全消失，只能看到片层状的珠光体组织。第43页/共70页（三）淬火组织碳钢的淬火组织主要为马氏体，高碳钢则还有残余渗碳体与残余奥氏体出现。低碳钢的淬火组织为低碳马氏体，在显微镜呈现板条状形态。高碳钢的淬火组织为马氏体和少量残余奥氏体及未溶渗碳体。在显微镜下，高碳马氏体呈竹叶状或针状，未溶渗碳体呈细小颗粒状，残余奥氏体则呈白色与马氏体混在一起难以分辨（经染色处理后可分辨）。中碳钢的淬火组

28、织则是板条马氏体与针状马氏体的混合形态。如图3-2。第44页/共70页（三）淬火组织返 回a.板条马氏体 b.混合马氏体 c.针状马氏体 图2-2 碳钢的淬火组织 第45页/共70页（四）回火组织碳钢的回火组织随其含碳量和回火温度不同而不同。高碳钢通常淬火后进行低温回火，其马氏体也变成回火马氏体。在显微镜下，回火马氏体呈黑色。中碳钢淬火后一般要进行中温或高温回火。经中温回火后，析出大量细小渗碳体颗粒，但基体组织因碳原子的析出而变成铁素体但仍保持原淬火马氏体的形态；经高温回火后，渗碳体长大成颗粒状，基体组织也因进一步发生再结晶而变成等轴状的铁素体。如图3-3。返 回第46页/共70页二、实验内容

29、及步骤1学会使用金相显微镜。2观察碳钢的退火、正火、淬火、回火组织；3分析含碳量不同其退火组织的变化情况；20钢和T12钢的正火组织与退火组织的差别；20钢、T8钢和T12钢的淬火组织的差别；20钢和T12钢的回火组织与淬火组织的差别。4选择46个试样，仔细观察其组织形态特征，用铅笔在纸上画出其组织示意图作为实验报告。返 回第47页/共70页三、实验材料及设备1准备金相显微镜（放大倍数100和450）。2准备金相试样：20钢的退火组织、正火组织、淬火组织；45钢的退火组织、淬火组织、淬火+中温回火组织、淬火+高温回火组织；T8钢的退火组织、淬火组织；T12钢的退火组织、正火组织、淬火组织、淬火

30、+低温回火组织。3学生自备铅笔和纸。返 回第48页/共70页四、实验目的1分析和了解碳钢的退火、正火、淬火及回火显微组织形态。2分析含碳量不同的碳钢的组织的变化情况。返 回第49页/共70页实验四合金钢、铸铁及有色金属的组织观察一、合金钢、铸铁及有色金属的组织概述二、实验内容及步骤三、实验材料及设备四、实验目的返 回第50页/共70页一、合金钢、铸铁及有色金属的组织概述（一）合金钢（二）铸铁（三）有色金属返 回第51页/共70页（一）合金钢1.合金钢的显微组织比碳钢复杂，其基本相有：合金铁素体、合金奥氏体、合金碳化物（包括合金渗碳体、特殊碳化物）及金属间化合物等。2.以高速钢为例：（见图4-1

31、）1）其铸态组织为鱼骨状碳化物+暗黑色的共析体+少量马氏体（亮白色）；2）经锻造后其粗大的鱼骨状碳化物被击碎成颗粒状，再经退火，形成索氏体基体上分布有大量碳化物的组织；3）经淬火后，基体组织为马氏体+残余奥氏体（白色），并有大量细小的未溶碳化物颗粒分布在基体组织上；4）再经回火后，残余奥氏体消失，同时析出了更多的合金碳化物，形成回火马氏体基体上分布有大量颗粒状合金碳化物的组织。第52页/共70页（一）合金钢铸态 退火态 淬火态 图4-1 高速钢W18Cr4V的显微组织 返 回第53页/共70页（二）铸铁1.铸铁分白口铸铁和灰口铸铁两大类：1）白口铸铁分为亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口

32、铸铁。白口铸铁的基体组织都是共晶产物莱氏体；亚共晶白口铸铁除基体莱氏体组织外，还有树枝状的初晶奥氏体所转变来的珠光体。共晶白口铸铁的组织则全部是莱氏体。过共晶白口铸铁的组织是莱氏体基体上分布有白色条状一次渗碳体。见图4-2。2）灰口铸铁包括普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。灰口铸铁的基体组织与钢类似，分为铁素体基、铁素体+珠光体基、珠光体基等，上面分布有石墨（普通灰口铸铁为片状、球墨铸铁为球状、可锻铸铁为团絮状），另外因球墨铸铁还可以进行强化热处理，经调质处理后基体组织为回火索氏体，经等温淬火后的基体组织为下贝氏体。见图4-3。第54页/共70页（二）铸铁亚共晶 共晶 过共晶 图4-2 白口

33、铸铁的显微组织 第55页/共70页（二）铸铁图4-3 灰口铸铁的显微组织 珠光体基普通灰口铸铁 铸态球墨铸铁 返 回第56页/共70页（三）有色金属其组织与钢铁完全不同。见图4-4。常用铸造铝合金为含1013%硅的铝硅合金，也叫做“硅铝明”。该合金不进行变质处理，其组织为共晶体上分布有粗大的针状硅晶体，这造成合金的强度很和塑性降低。经变质处理后粗大的硅晶体消失而被树枝状的初晶固溶体所取代，从而大大提高了合金的强度和塑性。第57页/共70页（三）有色金属图4-4 有色金属的显微组织 变质后的铝硅明 单相黄铜 返 回第58页/共70页二、实验内容及步骤1观察高速钢的显微组织，分析其铸台组织、退火组

34、织、淬火组织及淬火后回火组织的不同之处。2观察白口铸铁的显微组织，比较亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁的组织区别。3观察普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的显微组织，比较其石墨形态的差异。4观察铸造铝硅合金的显微组织，比较其变质前后组织形态的变化。5观察单相黄铜的显微组织。6选择46个试样，仔细观察其组织形态特征，用铅笔在纸上画出其组织示意图作为实验报告。返 回第59页/共70页三、实验材料及设备1金相显微镜2高速钢的铸态、退火、淬火、淬火+回火试样。3白口铸铁的退火组织（亚共晶、共晶、过共晶）试样。4灰口铸铁的组织试样（普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）。5铝合金及铜合金的组织试样

35、（变质前的铝硅合金、变质后的铝硅合金、单相黄铜等）。返 回第60页/共70页四、实验目的1观察和了解常用合金钢的显微组织形态；2观察白口铸铁、灰口铸铁的显微组织形态及其区别；3观察常见有色金属的显微组织特征。返 回第61页/共70页实验五焊接接头的微观检验一、焊接接头的组织概述二、实验内容及步骤三、实验材料及设备四、实验目的返 回第62页/共70页一、焊接接头的组织概述（一）焊缝组织分析（二）热影响区组织分析（三）基体组织分析返 回第63页/共70页（一）焊缝组织分析a.焊缝组织具有联生结晶和长大的特点，常见的焊缝组织有柱状晶、树枝状晶、等轴晶等，同样成份的焊缝，由于结晶组织形态不同，性能差别

36、很大。b.多层焊时，由于后面的焊层对前面的焊层进行了再加热而发生相变结晶，导致焊缝区各部位组织形态的差异。c.焊接过程是连续快速冷却的过程，超过一定的冷却速度后，会得到非平衡组织贝氏体和马氏体。返 回第64页/共70页（二）热影响区组织分析a.焊接接头热影响区主要分为：局部熔化区、过热区(粗晶区)、正火或重结晶区(细晶区)、不完全正火区或不完全重结晶区。部分熔化区和过热区是组织和性能变化最大的区域，为焊接接头金相检验的分析重点。b.部分熔化区：此区较窄，邻接熔合线，由于严重过热，晶粒大，化学成分不均匀严重，导致性能恶化，是焊接接头中最薄弱的区域。c.过热区：此区域明显特点是晶粒最粗大，其组织形

37、貌与部分熔化区基本相同，是再热裂纹的敏感区。d.重结晶区：此区域晶粒细小而均匀，是焊接接头中组织和常温机械性能最好的区域。e.不完全重结晶区：此区位于A1A3温度区间，具有部分铁素体溶解到奥氏体中去的特点，冷却时奥氏体发生分解，而原来未转变的铁素体仍保留下来，对某些低合金钢，由于这部分奥氏体中碳和合金元素含量较高，快速冷却后可能转变为高碳马氏体，得到马氏体和铁素体的混合组织，这种组织性能较差。返 回第65页/共70页（三）基体组织分析a.鉴别材料中非金属夹杂物，显微裂纹的类型，观察其形态和分布，测量其数量和大小。b.鉴别被检件显微组织的组成，各种组织的形貌、分布和数量，对晶粒度、带状组织、非金

38、属夹杂物、魏氏组织等。c.对异种钢焊接接头，焊缝两侧的母材及热影响区均须检验。返 回第66页/共70页二、实验内容及步骤1焊接焊缝组织试样的制备，并观察其显微组织，分析焊缝区联生结晶和长大的特点；多层焊时，焊缝区各部位组织形态的差异；连续快速冷却获得的贝氏体和马氏体。2焊接热影响区组织试样的制备，并观察其显微组织，分析与比较局部熔化区、过热区(粗晶区)、正火或重结晶区(细晶区)、不完全正火区或不完全重结晶区的组织区别。3.焊接基体组织试样的制备，并观察其显微组织，分析各种组织的形貌、分布、数量、晶粒度、非金属夹杂物、裂纹等。返 回第67页/共70页三、实验设备及材料1金相显微镜2焊接焊缝组织试样3焊接热影响区组织试样4焊接基体组织试样返 回第68页/共70页四、实验目的1.了解和掌握金属材料在焊接过程中组织变化的规律。2.鉴别焊接接头各区域的组织特征及焊接缺陷等。返 回第69页/共70页感谢您的观看！第70页/共70页