金相基础内部培训.pptx

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1、金相分析基础友汇 罗时雨2015-01-16 金相-金属或合金内部结构 金相分析是运用放大镜和显微镜，对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法。宏观组织-是用10倍以下的放大镜或者肉眼直接观察到的金属材料内部所具有的各组成物的直观形貌；微观组织-主要是指在光学显微镜或扫描电镜下所观察到的金属材料内部具有的各组成物的直观形貌。不同材料(成分),不同热处理，得到不同的金相组织。一一、前言、前言金相分析目的材料研究/改良对新材料的性能从金相组织方面做理论预期。工艺研究/改良为获取图纸/规范要求的性能，在理论指导下，有方向的寻找/调整最佳热加工工艺，或评价热加工工艺的合理性。质量检验-检查产品金相

2、组织是否符合相关标准/规范。故障/失效分析-有图有真相。一一、前言、前言金相分析师应知应会材料理论相应成分的材质，经规定的加热-保温-冷却工艺，会形成对应的金相组织（Fe-C相图，C-曲线）。金相样品金相样品制作技能熟练，清晰显示所有已存在的组织，不产生假象（金相试验室技术）。金相组织认识各类金相组织形貌特征并了解其性能（金相图谱）。金相标准了解相关金相标准。一一、前言、前言结构：面心立方、体心立方、密排六方等晶体结构。相：相：金属或合金中成分相同、结构相同，性能一致的均匀的组成部分（如F，A，Fe3C）。组织：组织：由相组成。以不同的形态、尺寸、数量和分布形式而组成的综合体。可以是一种或多种

3、相分为单相组织和多相组织（如F，A，Fe3C，P，B，S，T，M，回S，回T，回M，W）。其中F，A，Fe3C三种既是相也是组织，具有双重身份，其他的都是混合物。（相和组织的名词解释，可参考GB/T 7232）二、二、金属的晶体结构金属的晶体结构三、三、合金的结构与相图合金的结构与相图1、相图的基本概念相图是表示合金系的状态，是合金的状态与温度、成分之间关系图。利用相图，可以知道各种成分的合金在什么温度发生什么反应，产生什么组织。还能了解合金在加热和冷却过程中可能会发生的转变。2.Fe-C相图：相图：描述平衡态的铁碳合描述平衡态的铁碳合金的相。金的相。3.铁，钢，铸铁在相图上的位置铁，钢，铸铁

4、在相图上的位置铁：含碳量小于铁：含碳量小于0.0218wt%钢钢：含碳量为：含碳量为0.02182.11wt%。铸铁：含碳量为铸铁：含碳量为 2.116.69wt%。含碳量大于含碳量大于Fe3C成分成分（6.69%）时，合金太脆，已）时，合金太脆，已无实用价值。无实用价值。实际所讨论的铁碳合金相图是实际所讨论的铁碳合金相图是Fe-Fe3C相图。相图。钢铸铁工业纯铁四、四、Fe-C 相图相图4、铁的同素异构转变铁在固态冷却过程中有两次晶体结构变化，其变化为：1394912-Fe -Fe -Fe四、四、Fe-C 相图相图四、四、Fe-C 相图相图铁素体铁素体：碳在碳在-Fe中或中或-Fe中的中的固

5、溶体固溶体，用，用F表示。表示。体体心立方结构心立方结构。F含碳量含碳量很低，其性能接近纯铁，是很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧性高，但强度和硬度较低的组织一种塑性、韧性高，但强度和硬度较低的组织。奥氏体：奥氏体：碳在碳在-Fe中的中的固溶体固溶体，用，用A或或 表示，面心表示，面心立方结构。奥氏体综合力学性能较好立方结构。奥氏体综合力学性能较好。马氏体：马氏体：是由奥氏体在淬火过程中得到是由奥氏体在淬火过程中得到，用，用M表示。表示。硬度硬度较高，但比较脆。较高，但比较脆。四、四、Fe-C 相图相图四、四、Fe-C 相图相图渗碳体：渗碳体：用用Fe3C表示（也有人用表示（也有人用K表示）

6、。是表示）。是铁碳化合铁碳化合物物（不遵守化合价规律）。（不遵守化合价规律）。Fe3C硬度高、强度低硬度高、强度低,脆性脆性大大,塑性几乎为零。塑性几乎为零。珠光体：珠光体：由铁素体和渗碳体组成的由铁素体和渗碳体组成的机械混合物机械混合物（共析组织）（共析组织），常用，常用P P表示。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片表示。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁状交替分布。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上。素体基体上。莱氏体：莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物机械混合物（共晶组织）（共晶组织），常

7、用，常用LdLd表示。当冷却至表示。当冷却至727727度时，莱氏体中的奥氏体将度时，莱氏体中的奥氏体将转变为珠光体。转变为珠光体。40钢w(C)=0.4%典型铁碳合金的平衡结晶过程四、四、Fe-C 相图相图五五.亚共析钢亚共析钢TTTTTT曲线曲线 AFP+FS+FTBM+A残残A3时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1MsMf六、六、金相组织观察金相组织观察切割镶嵌磨光抛光侵蚀吹干珠光体（光镜下）珠光体（光镜下）10钢钢七.亚共析钢5大组织典型的图片(举例)紧固件常用材质：低碳钢，中碳钢，及其合金钢。亚共析钢5大组

8、织：F，A，Fe3C，P，M。SYW技术资料检测及其技术金相分析组织鉴别基本组织区别钢中常见显微组织的鉴别八八.认识金相组织认识金相组织很难通过自学方式学习看金相；很难通过几堂课程或几本教材学会看金相；至少要看（揣摩）几千张金相照片，建立不同材质金相组织的基本形貌概念；个人经验，学习金的方法：1.常看金相图谱金相图谱，对照材料理论和热处理工艺去看，带着问题去看；2.常做故障故障/失效分析失效分析；3.常和人讨论讨论。九九.常用金相标准常用金相标准(举例举例)金相标准/规范很多，以下仅举例几个：金相试样前处理:ASTM E3低倍组织及缺陷的酸蚀(冷蚀/热蚀):GB/T 226；晶粒度:ASTM E112；JB T5944流線：SAE USCAR-8非金属夹杂:ASTM E45；GB/T 10561；低倍组织缺陷评级:GB/T 1979；Thank You！Q&A