金相实验室设备及功能介绍2011年

光学显微镜的操作及使用

——物理室金相组

2011.7.28

第一部分光学金相显微镜介绍

显微镜结构：

1、物镜

2、目镜

3、显微镜机体(光源，载物台）

4、滤波片、视场光阑、孔径光阑

5、图像采集与传输系统

正置式显微镜优点：镜头不容易被污染，找视场方便。

倒置式显微镜优点：试样大小不受空间限制，不需要使用压平器，视场更平整。

光学显微镜成像示意图

显微镜的分辨率

显微镜的分辨率是指在显微镜视场中能分辨出物体相邻两点的最小距离。由于物镜使被观察物体第一次放大，故显微镜的鉴别率主要取决于物镜的鉴别率。鉴别率不同的两个物镜，在显微镜上配成相同的放大倍数时，其显微观察的效果是不同的。

物镜的分辨率取决于照明用的入射光线的波长和物镜的集光能力，其关系式为：

d=λ/(2N·A)

式中：d——物镜能分辨出的物体相邻两点的最小距离；

λ——照明用的入射光线的波长；

N·A——物镜的数值孔径，它表示物镜的集光能力。

由公式可见，物镜的数值孔径N·A愈大，入射光的波长λ愈短，则物镜能分辨出物体相邻两点的最小距离就愈小，即其鉴别率就愈高。

物镜的数值孔径用下式表示：

N·A=n·sinθ

式中：n——物镜和试样间介质的折射率；

θ——物镜孔径角的半角。

金相显微镜的有效放大倍数

人眼在明视距离处能分辨的两点间最小距离为0.15~0.30mm，故在显微镜下要使观察的两点的最小距离d能为人眼所分辨，必须把d放大到0.15~0.30mm，即显微镜的有效放大倍数M应为：

M=(0.15~0.30)/d

而d=λ/(2N·A)

故M=(0.3~0.6)N·A/λ

若取照明光的平均波长λ为0.55μm，则近似得出：

M=（500~1000）N·A

由此可见，即使用数值孔径N·A值为1.43的油浸物镜，也只能在1500倍以下才有效，这正是光学金相显微镜的局限性。

显微镜性能

显微镜的放大倍数：M=M

物XM

目

物镜是决定显微镜质量的主要光学零件。衡量一个物镜的性能有以下几点：

1、放大倍数（2.5X,5X,10X,20X,50X,100X)

2、数值孔径和分辨能力

数值孔径表征物镜的聚光能力，它的大小主要决定于进入物镜的光线锥所张开的角度。数值孔径约大，相应分辨率越高。

3、景深为垂直的鉴别能力，试样经过腐蚀后，试样表面是凸凹不平的，经过物镜放大后，他们的像不会落在一个理想的平面上，物镜对这些高低不平的组织清晰的显示能力，称为景深度。

景深与数值孔径、放大倍数成反比，倍数越大，数值孔径越大，景深越小。

景深越小，调节图像至清晰的难度越大。

景深对于物镜来说都是固定的，但可以通过调节孔径光阑来略微提升景深。

物镜类别

物镜的标记

数学符号识别

40/0.65 表示放大倍数为40，N.A=0.65(数值孔径）;

NA=n·sinθ

式中：n——物镜和试样间介质的折射率；

θ——物镜孔径角的半角。

球面像差

产生的原因是由于球面单片透镜的中心与边缘厚薄不同，即使是单色光通过时也将产生不同的折射，通过透镜后不焦集于一点，轴上象点被一个弥散的光斑所代替，这就是球面象差。为了改善球面象差，现在都采用复合透

镜，即在主透镜前加一发

散凹透镜。尽管如此，并

不能完全消除，因此在使

用显微镜是可以通过适当

调节孔径光阑的大小加以

像域弯曲

直立物体通过透镜后得到弯曲的映象，称为象域弯曲。其形成原因是由远轴细光束倾斜射入透镜造成的。这种象差对金相显微摄影尤为不利，所以在金相摄影时；应选用平面消色差和平面复消色差物镜，因为它们对视场边缘进行了色差校正。

光阑

光阑分为孔径光阑和视场光阑：

孔径光阑：孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和控制进入光学系统的光亮度。孔径光阑过大，会增加镜筒内部的反射与眩光，降低影像的衬度。缩小孔径光阑，可以消除由于透镜边缘所引起的球面像差，光阑缩小，光束只通过物镜的中心部位，孔径角变小，使实际的数值孔径减少，能提高景深，提高相的衬度。但孔径角小，会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。

视场光阑：视场光阑的大小对显微镜的分辨能力没有影响，适当缩小可减少筒内的杂散光，增加图相衬度。有时为了观察某一范围的显微组织，可将视场光阑缩小至这个区域，或获得良好效果。照相或观察时可将视场光阑调节到视场以外一点即可。

滤色片

滤色片的作用是吸收光源发生的白色光中波长不合需要的光线，只让一定波长的光线通过。显微镜使用滤色片目的如下：

a. 增加黑白金相照片上组织的衬度.

b. 有助于鉴别经彩色着色后的显微组织细节。

c. 利用黄、绿滤色片与消色差物镜配合使用，可消除残余色差。

d. 使用蓝滤色片，由于其波长较短，可以提高物镜的鉴别能力。

e. 在长时间显微分析观察时，使用黄滤色片，可保护观察者眼睛，并有利于提高视敏度。

显微镜操作步骤

1、载物台下降到合适的位置，将试样放置在显微镜上。

2、打开电源开关，调整光源亮度。

3、在100倍情况下用粗调调节至出现图像，再采用微调调节图像清楚，然后根据实际需要，选择合适的物镜进行观察。

4、打开图像拍摄软件

5、调节拍摄图像的明暗度，以显微镜中微调来对图像进行调整，直至图像清晰。

6、拍摄完毕后，添加上与放大倍数相对应的标尺，导出图片。

7、检验完毕后，下降载物台，取下试样，关闭电源。

显微镜的使用中需要注意的问题

由于光学显微镜是精密仪器，所以我们在使用过程中一定要细心谨慎。

试样放在载物台时，一定要注意是否能撞上镜头。放试样之前将载物台下降到合适的位置，然后放置试样。

在利用显微镜进行视场调节时，需要从远离物镜的部位向靠近物镜部位调节，防止试样撞上物镜。聚焦调节先使用粗旋钮进行调节，当看到显微组织画面后，再使用微调旋钮进行调节至能清楚观察到图像。

在转换物镜的时候注意，手部要注意不能碰到物镜。

观察试样时，试样要洗净，吹干，禁止带有具有挥发腐蚀性气体的试样上镜，以免腐蚀镜头，观察完毕后注意将试样撤离载物台。

镜头有污垢之后，禁止使用手或者硬纤维织物进行清理，应先用专用的橡皮球

吹去表面尘埃。

光学显微镜的优缺点

光学显微镜的优点：

使用快捷方便，维护简单。

观察试样视场大，便于掌握整体试样组织结构及分布特点。

缺点：

由于受可见光源波长的限制，故放大倍数不高。一般显微镜放大倍数为

25~1000倍。

第二部分金相试样的制备及腐蚀

试样的截取

在切割过程中需要保证试样原始组织不发生变化，所以在切割过程中要使用循环水进行冷却。

纵向试样可以研究试样非金属夹杂物级别，晶粒变形程度，带状组织分布情况等等。

横向试样可以研究晶粒度级别，碳化物网，脱碳层深度等等。

试样尺寸要求：

根据GB/T13298-1991 试样尺寸以磨面面积小于400mm2,高度在

15~20mm为宜。

薄板状试样根据实际情况进行尺寸大小控制，长度一般在25mm左右。

试样的夹持和表面保护

由于试样薄或者不能手持进行研磨，还有需要对试样的表面进行保护，因此我们在试样制作中需要采用手段对试样进行夹持。夹持目的：1制样方便2对试样边界进行保护。

常用的夹持手段：

1、采用金属试样夹对试样进行夹持。

2、树脂镶嵌，一般有热镶和冷镶两种方法，冷镶由固化剂和填充料组成，不需要特殊设备，另外对试样表面的保护效果很不好。热镶将树脂材料倒入热镶嵌设备中，加压加热，冷却后取出试样完成镶嵌工作。热镶嵌树脂一般有：电木粉，聚苯乙烯等等。热镶嵌试样边部较冷镶嵌试样保护的较好。

试样的研磨

试样研磨可以采用手工研磨，也可以用自动磨样机进行磨制，研磨的最终目的是去除变形层。

试样的研磨需要各道次研磨过程中的砂纸选择衔接要好，新一道次砂纸能将上一道砂纸研磨所产生的磨痕消除掉。

1、磨平（即粗磨）切好或者夹持好的试样，先需要用砂轮进行磨平，在打

磨过程中需要用水对试样进行冷却，防止金属组织过热。

2、磨光（即细磨）磨平后的试样，要经过由粗到细的各砂纸磨制，磨制从粗到细，每换一次砂纸，试样都需要转90°与旧的磨痕成垂直，磨至上一道次的磨痕完全消失，新磨痕分布均匀，目前实验室经过240#，320#500#800#四次研磨。

3、抛光一般采用两步，粗抛和细抛，粗抛采用呢绒抛光盘，3.5μm金刚石抛光液去除砂纸的磨痕，细抛光采用丝绒抛光盘，2.5μm或以下力度抛光剂进行抛光。

浸蚀

最常用的金相组织显示方法是化学浸蚀法和电解浸蚀法，

我们目前主要采用化学浸蚀法来进行试样的腐蚀.

化学浸蚀主要是电化学腐蚀过程，由于金属及合金的晶界上原子排列混乱，并有较高的能量，故晶界处容易被浸蚀而呈现凹沟。同时，由于每个晶粒原子排列的位向不同，表面溶解速度也不一样，因此，试样浸蚀后会呈现出轻微的凹凸不平，在垂直光线的照射下将显示出明暗不同的晶粒。

对于两相以上的合金而言，由于各组成具有不同的电极电位，试样浸入浸蚀剂中就有两相之间形成无数对“微电池”。具有负电位的一相成为局部电磁的阳极，被迅速浸入浸蚀剂中形成凹坑；具有正电位的另一相则为阴极，在正常电化学作用下不受浸蚀而保持原有平面。当光线照射到凹凸不平的试样表面时，由于各处对光线的反射程度不同，在显微镜下就能看到各种明暗程度不同的组织和组成相。

常用腐蚀剂

例图

第三部分显微镜检验工作

金属显微组织评级标准

钢中金属显微组织评级方法（GB/T13299-1991)

带状组织评级游离渗碳体低碳变形钢珠光体形态魏氏组织评级中碳与中碳合金结构钢马氏体等级（JB/T9221-1999)

对马氏体形态大小评级

钢质模锻件金相组织评级图与评定方（GB/T13320-2007)

对锻造正火组织(珠光体和铁素体）分布情况评级对调质处理显微组织评级

金属显微组织评定

显微组织的观察为光学显微镜最重要的一个环节，在对金属显微组织评级之前，首先要能分辨显微组织类别，了解各种显微组织在光学显微镜下的形貌特征，了解组织铁碳相图及组织转变规律

铁碳中基本显微组织包括：

铁素体

渗碳体

奥氏体

珠光体

贝氏体(上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体）

魏氏组织

马氏体：（板条马氏体，片状马氏体）

回火马氏体

回火托氏体

回火索氏体

铁素体：碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体为铁素体，采用硝酸酒精腐蚀下，铁素体呈白色多变形，或者白色白色网状，针状等形态，α-Fe在723℃时最大碳容量为0.02%，随着温度的下降，溶解度降低，在室温度下，只能溶解0.007%左右的碳，铁素体硬度低，塑性好

马氏体

马氏体为碳在a-Fe铁中的过饱和固溶体。

马氏体的形态：主要常见的有针状马氏体和板条马氏体。

通常低碳钢所得到的马氏体为板条马氏体，高碳钢中所得到的马氏体为针状马氏体,中碳钢所得到的马氏体为两者的混合相。

从机械性能来说，片状马氏体具有高的硬度，但塑性和韧性低，板条马氏体具有一定的硬度，强度同时还有良好的塑性和韧性，有良行的综合力学性能。

板条马氏体形态，基体形态是由尺寸大致一直的马氏板条定向平行排列，组织马氏体板条束，一个原始奥氏体晶粒内可以形成几个不同取向的马氏体束。板条束之间存在位向差，

片状马氏体是在中、高碳钢或者合金钢中出现的马氏体。片状马氏体的空间形态呈双透镜状。由于与试样的磨面相截，在光学显微镜下，则呈针状或竹叶状，所以又称为针状马氏体，马氏体之间不平行，有一定的夹角，组织形态如下：

在原奥氏体晶粒中首先形成的片状马氏体是贯穿整个晶粒的，但是不会穿过晶界，随后出现的马氏体片由于受到限制而越来越小，所以片状马氏体的最大尺寸取决于原奥氏体晶粒的大小，奥氏体晶粒越粗大，马氏体片越大，反之越小。

当片层小到在光学显微镜下看不见的时候，该马氏体被称为隐针马氏体。

珠光体

珠光体是由铁素体和渗碳体所组成的机械混合物。

按照珠光体中碳化物的形态可以分为片状珠光体和粒状珠光体。

片状珠光体是由片层相间的铁素体和渗碳体组成，在一个奥氏体晶粒区域内可以形成若干个珠光体团。珠光体团由大致平行的铁素体和渗碳体所组成。片状珠光体的力学性能主要取决于片间距和珠光体团的大小，珠光体团直径约小，片间距越小，则钢的强度和硬度越高，塑性越好。

粒状珠光体

片状珠光体经过球化退火后，其组织变为铁素体基体上分布着颗粒状的渗碳体组织，叫粒状珠光体，粒状珠光体的性能主要取决于渗碳体形态，一般来说形同成分下，渗碳体颗粒越小，分布越均匀，其强度和硬度越高，韧性越好。成分一定的情况下，粒状珠光体的硬度比片状珠光体低，但塑性较好，冷加工性能好。

片状珠光体按照碳化物间距大小：珠光体，索氏体和屈氏体，这些组织都是铁素体与渗碳体两相的机械混合物，差别只是片层厚薄不同，形成温度越高，片层越厚，硬度教低，温度越低，片层越薄，硬度越高

贝氏体力学性能

贝氏体的力学性能取决于它的组织形态，上贝氏体形成温度较高，铁素体条粗大，碳的过饱和度低，因此其强度和硬度较低，另外由于碳化物颗粒粗大，呈断续条状分布，所以其韧性较低。

下贝氏体的铁素体针细小，分布均匀，在铁素体内又沉淀析出大量细小弥散的碳化物，且铁素体内还含有过饱和碳和高密度位错，因此，下贝氏体强度高，韧性好，韧脆转变温度低。

粒状贝氏体中多边形铁素体或者针状铁素体基体中或者晶界上分布有许多小岛状碳化物或者M-A，这些小岛可以起到复合强化的作用，因此，粒状贝氏体也具有较好的强韧性能。

魏氏体组织

在亚共析钢或过共析钢中，先共析铁素体或者碳化物从奥氏体晶界上沿奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈针状或者羽毛状向晶内生长，其间存在着珠光体的组织，这种组织称为魏氏组织。

魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，因此钢的力学性能，尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。钢有高温较快冷却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不容易出现。钢中的魏氏组织一般可以通过细化晶粒的正火，退火以及锻造等方法加以消除，程度严重的可采用二次正火方法加以消除。

莱氏体：在高温状态下莱氏体是奥氏体和渗碳体的共晶混合物，常温下随着温度的下降，碳化物析出，同时部分奥氏体产生共析反应，生成珠光体，因此为珠光体和渗碳体的混合物。

莱氏体形态比较自由，外形多呈鱼骨状。

回火马氏体回火马氏体是淬火钢经低温回火的产物，回火马氏体基体特征是：具有马氏体针状或者板条特征，经过腐蚀后颜色比淬火马氏体要深，马氏体内析出

碳化物，呈无规则分布

回火托氏体回火托氏体是淬火钢中温回火产物，外形特征马氏体针及板条隐约可见，析出碳化物细小，光学显微镜下难以分辨。

回火索氏体淬火钢经过高温回火后的产物，由于回火温度较高，碳化物已经聚集长大，回火索氏体特征为铁素体基体上分布有小颗粒的碳化物，碳化物在光学显微镜下可以分辨。

非金属夹杂物检验

钢中的非金属夹杂物通常指钢中的氧化物、硫化物、硅酸盐及氮化物等，这些化合物一般不具有金属性质，机械地混杂在钢的组织中，对材料机械性能产生影响,其影响程度与夹杂物的类型、大小和数量分布有关系。

非金属夹杂物对钢材性能的影响

危害：夹杂物的危害主要是破坏了基体及组织的均匀连续性。具有延展性和可塑性的夹杂物（如硫化物类）大量存在，能造成材料分层，棱角状或脆性较大的夹杂物，在加工过程中夹杂物形态不发生变化，或者在加工过程中破啐，在受力过程中造成应力集中，因此在一定条件下加速了裂纹扩展，使材料使用寿命降低。特别是呈网状分布或者沿晶界分布的非金属夹杂物对材料的性能影响非常非常大，例如：机械零件的大部分失效总数中，疲劳断裂占总数的90%，而夹杂物往往是疲劳裂纹产生的根源；FeS沿奥氏体晶界析出会引起钢的热脆性。夹杂物的存在对材料的耐腐性能也产生很大的影响。

钢中非金属夹杂物来源分为两类：内生的夹杂物和外来的夹杂物

1、内生夹杂物来源：

脱氧剂及合金添加剂和钢中元素化学反应的产物，在钢液凝固前未浮出而残留在钢中

出钢、浇注过程中钢水与大气接触，钢水中易氧化或者易氮化元素的二次氧化、氮化产物。

随着钢水温度降低，造成氧、硫、氮等元素及化合物溶解度降低，因而产生或析出的各种夹杂物

一般来说，内生的夹杂物较为细小，合适的工艺措施可以降低其含量，控制其大小和分布，但不能完全消除。钢中常规检验遇到的夹杂物多数为内生夹杂物。

2、外来夹杂物来源

冶炼、出钢和浇注过程中，钢水、炉渣及耐火材料相互作用而被卷入的耐火材料及炉渣。

与原材料同时进入炉中的非金属夹杂物。

这类夹杂物一般比较粗大，由于其存在有偶然性的因素，因此有较大的几率不容易被检查到。

夹杂物的分类

1、按夹杂物的化学组成可分为：

氧化物（如Al2O3，SiO2，FeO）；复杂氧化物（如FeO.Al2O3，CaO.Al2O3）；

硫化物（如MnS，FeS）；硅酸盐类（如2FeO.SiO2

铁锰硅酸盐）；氮化物（如

，

TiN）等等。

2、按夹杂物的塑性及分布分类：

在生产检验中根据夹杂物的塑性及分布特征分为：脆性夹杂物、塑性夹杂物、点状不变形夹杂物:

塑性夹杂物在热变形过程中具有良好的规范，沿变形方向延伸成条带状，这类夹杂物有硫化物及硅酸盐类别。

脆性夹杂物在冷加工及热加工过程中，夹杂形态和尺寸都不发生变化，这类夹杂物有Al2O3，TiN等等。

点状不变形夹杂物，铸态呈球状，热加工后形态保持不变，如SiO2，SiO2含量较高的硅酸盐等等，这类夹杂危害和带棱角的脆性夹杂物相比，由于其边部为圆形，不容易产生应力集中，其危害要低。

钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法（GB/T10561-2005）

该标准适用于压缩比大于或等于3的轧制或锻造钢材中的非金属夹杂物评级；

该标准通过对夹杂物自身特性经过热变形后的形态来判断夹杂物的种类，所以不适合未经过变形的铸造钢材非金属夹杂物的评定，同时由于是通过形态来判断夹杂物的种类，所以并不能确定该夹杂物的具体化学组成。

检验评级面积为0.5mm2(正方形，边长约为710μm)

根据夹杂物的形态和分布，标准图谱分为A、B、C、D和DS五大类。

——A类（硫化物类）：具有高的延展性，长宽比非常大的条带装灰色夹杂物。

——B类（氧化铝类）：大多数没有变形，带棱角，黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排一行。

——C类（硅酸盐类）：高延展性，条带状黑色或深灰色夹杂物，

——D类（球状氧化物类）：不变形，球状，黑色或带蓝色，无规则分布的颗粒。

——DS类（单颗粒球状类）：圆形或近圆形，直径≥13um的单颗粒夹杂物。

非金属夹杂物试样评级条件

1、试样必须标注横向和纵向，检验面必须是纵向面。

2、评级必须是经过轧制或者锻打后的式样，该评级法只针对经过变形处理后的式样进行评定。

评级方法是依据夹杂物在变形处理过程中所表现出来的不同形态，来进行评定的。

夹杂物大小与级别对应关系

表1 评级界限（最小值）

夹杂物评定补充：

在实际工作中遇到的夹杂照片

200×（氧化物夹杂，硅酸盐夹杂及硫化物夹杂）

平均晶粒度测定的标准介绍

晶粒度测定的标准介绍

F平均晶粒度测定采用GB/T6394-2002。

晶粒度测定：

一般采用面积法、截点法和比较法

面积法，即测量已知面积内的晶粒个数，通过计算来得出晶粒级，在实际工作总由于连铸连轧工艺的发展，晶粒大小越来越小，所以面积法在日常检验中很难应用。

比较法比较适合在大生产中进行检测，检测结果不够准确。

截点法：是计算已知长度的试验线段与晶粒界面相交部分的截点数，利用单位长度的截点数，来计算晶粒度级别数G。当在检验过程中存在有争议的时候，在仲裁上采用截点法来进行测量

F平均晶粒度测量公式为：G=6.643856lgp-3.288

其中G为晶粒度级别P为每毫米内晶界截点数平均值。

奥氏体晶粒度

有些钢种在常温下得到的显微组织为网状铁素体或者网状碳化物，可以根据铁素体网或者碳化物网来评定其奥氏体晶粒度大小。

如常温下即不是奥氏体组织，也不是网状铁素体或者网状碳化物组织，则需要经过特定条件下的热处理来辅助实现。

如亚共析钢要测量奥氏体晶粒度大小有如下方法：

渗碳法：碳含量<=0.25%的碳素钢和合金钢，在930±10℃保温6小时，保证获得1mm以上的渗碳层，然后缓慢冷却，通过析出的渗碳体网来测量奥氏体晶粒大小。

铁素体网法：亚共析钢含碳量在0.25~0.35%的碳素钢和合金钢在900±10℃加热保温30分钟，0.35~0.6%的碳素钢和合金钢在860±10℃加热保温30分钟，快冷获得网状铁素体，通过网状铁素体来显示奥氏体晶粒大小、氧化法：碳含量在0.25~0.6%的钢，预抛磨试样，将抛光面朝上，加热到规定温度，保温快冷，使氧化优先在奥氏体晶粒边界产生

直接淬硬法：碳含量<=0.35%试样在900±10℃，>0.35%的试样在860±10℃下加热保温1小时，以完全淬硬的冷却速度获得马氏体组织，以此来测量原奥氏体晶粒形貌。

渗碳体网法：过共析钢>1%，一般在820±10℃加热，保温30分钟，然后缓慢冷却使奥氏体晶界上析出渗碳体，以碳化物网来显示奥氏体晶粒

采用图像仪进行晶粒度级别的测量

带状组织级别评定（GB/T13299-1991)

带状组织是珠光体钢中形成的连续的铁素体和珠光体条带状态组织，这种组织的存在造成组织的不均匀性，带状组织的存在，使其纵向横向的机械性能存在有明显的差异。

带状组织形成的原因：

1、由于成份偏析

局部合金成份的偏析，导致奥氏体转变条件发生变化，因此而形成的带状组织

2、S、P等元素的影响

硫化物夹杂通常呈条带状分布，在轧制过程中，这中夹杂物通常会成为铁素体晶粒析出的结晶的核心，因此使钢的组织呈条带分布。P在a-Fe中的固溶度为比较大，同时P也优先于C与Fe形成磷化铁，因此多余的C会扩散到周围，因此使周围的C含量升高，因此而形成带状组织。形成的磷化铁为脆性相，使钢在室温下的强度和脆性明显提高，容易使钢在室温下发生脆性断裂，这就叫磷脆。

带状组织的评定

带状组织的评定仅就珠光体钢而言:（贝氏体及马氏体钢的带状组织不在该标准范围）

评定珠光体钢中的带状组织，要根据带状铁素体数量增加，同时考虑带状贯穿视场的程度、连续性和变形铁素体晶粒多少的原则来进行确定（评定在100倍下进行）

带状组织的评级根据钢中C%含量的不同，分为3个系列，6个级别

A系列：C%小于或等于0.15%钢的带状组织评级

B系列：C%界于0.16%~0.30%钢的带状组织评级

C系列：C%界于0.31%~0.50%钢的带状组织评级

由于我们产品大部分均属于低碳钢的范围，仅就A系列的评定方法进行下说明：级别0 等轴的铁素体晶粒和少量的珠光体，没有带状

级别1 组织的总取向为变形方向，带状不明显

级别2 等轴铁素体晶粒基体上有1~2条连续的铁素体带

级别3 等轴铁素体晶粒基体上有几条连续的铁素体带穿过整个视场

级别4 等轴铁素体晶粒和较粗的变形铁素体晶粒组成贯穿视场的交替带

级别5 等轴铁素体晶粒和大量较粗大的变形铁素体晶粒组成贯穿视场的交替带

系列A带状组织评级图

管线钢带状组织检验（Q/SY GJX0102-2007)

带状组织在200倍下进行，在壁厚中心进行检查评级。

依据硬组织带（M/A或珠光体）的条数，在视场内的贯穿程度，连续性以及夹杂物相关性进行评级

1级；铁素体及硬组织带有沿轧制方向分布的趋势

2级：能见3条及3条以下连续硬组织带贯穿视场

3级：能见3条以上的连续硬组织带

4级：能见3条以上的连续硬组织带，且集中分布呈宽带。

能在带状组织内发现下列情况，可在原有级别上加半级：

A在硬组织带中伴有塑性夹杂物且在500倍下贯穿视场。

B一条硬组织带的宽度超过20um，且组织带完整连续。

第二相面积含量测量

采用软件进行第二相面积的测量

脱碳层深度测定法（GB/T224-1984)

测量脱碳层深度方法：硬度法化学分析法金相法

脱碳分为:部分脱碳完全脱碳

有效脱碳层深度：从产品表面到规定的碳含量或硬度水平的点的距离。

总脱碳层深度：从产品表面到碳含量或者显微组织与基体组织一致的距离

完全脱碳层深度：表面完全为铁素体层的深度。

检测试样为横向

第四部分

各钢种组织特点

低碳低合金钢检验

铁素体珠光体类型钢

显微组织中铁素体晶粒大小及分布形态对钢的冲击韧性、脆性转折温度有重大影响，均匀细小、等轴的铁素体晶粒配合适当的细片状珠光体对材料性能有利。

贝氏体类型钢

钢在热轧态直接冷却得到贝氏体，如管线钢类别，组织为准多变铁素体，多边形铁素体，粒状贝氏体（在白色块状铁素体基体上或者周围分布有很多颗粒状第二相，颗粒分布无规则），贝氏体铁素体（板条状铁素体片层中间有点状或者短条状的碳化物或者M-A.

低碳马氏体钢的金相检验

热处理工艺

将工件加热到AC3以上30~50度，保温后快速冷却，使工件得到低碳马氏体组织，淬火后的工件在200度左右回火使用，使工件具有一定的韧性和切削性，耐磨性