金相组织(PPT55页)
金相组织相图
组织纯铁熔点1538℃，温度变化时会发生同素异构转变。
在912℃以下为体心立方,称α-Fe;912℃～1394℃之间为面心立方，称为γ—Fe；在1394℃～1538℃（熔点)之间为体心立方，称为δ-Fe。
纯铁的强度和硬度都很低,不能用作结构材料。
碳溶解于α—Fe或δ—Fe中形成的固溶体为铁素体，用α或δ表示。
δ铁素体也叫高温铁素体。
碳在α铁素体中最大溶解度为0.0218％，δ铁素体中最大溶解度为0。
09％。
碳溶解于γ铁中形成的固溶体称为奥氏体，用γ表示.碳在奥氏体中的最大溶解度为2.11%。
强度硬度低，塑性韧性好。
Fe3C具有斜方结构,无同素异构转变.硬度很高，塑性几乎为零，是脆硬相.石墨是稳定相，Fe3C是亚稳定相。
但是石墨的表面能很大，形核需要克服很高的能量,所以在一般的条件下，铁碳相图中的碳是以渗碳体Fe3C形式存在的.铁碳相图整个相图包含三个恒温转变：包晶,共晶、共析。
(1)在HJB水平线(1495℃)发生包晶转变：LB+δH→γJ，转变产物为奥氏体.含碳量在0. 09％(H点）～0。
53％(B点)的铁碳合金发生这一转变。
(2)在ECF水平线（1148℃）发生共晶转变：LC→γE + Fe3C。
转变产物为奥氏体与渗碳体的机械混合物，称为莱氏体（Ld).含碳量在2。
11％（E点）～6.69％(Fe3C）的铁碳合金都发生这一转变.(3)在PSK水平线(727℃)发生共析转变：γs→P+Fe3C。
转变产物为铁素体与渗碳体的机械混合物，称为珠光体(P)。
所有含碳量大于0.0218％的铁碳合金都发生这一转变。
Fe-Fe3C相图中还有四条重要的固态转变线:（1) GS线—奥氏体中开始析出铁素体或铁素体全部转变为奥氏体的转变线，常称此温度为A3温度。
（2）ES线—碳在奥氏体中的固溶度线，此温度常称为Acm温度。
低于此温度，奥氏体中将析出渗碳体，称为二次渗碳体记作Fe3CⅡ,以区别液相中经CD线析出的一次渗碳体Fe3CⅠ。
金相检验基础知识培训ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
铁碳合金的基本组织
渗碳体
渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。 渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，
硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。 一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。
体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。
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相图
❖ 相图是表达合金系中成分、温度与合金相状态关系的图解。
通过合金相图可以确定各种 成分的合金在不同温度下存 在的相、相的成分及其含量。
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铁碳合金的基本组织
奥氏体
碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。 因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但 空隙半径比较大，所以能溶解较多的碳。碳在r-Fe中的 溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148 度时达到最大值2.11%。 奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。
晶格的分类
面心立方晶格 面心立方晶格晶胞的8个角上各有一个原子，构成立方体。在立方
体的6个面的中心各有一个原子。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开Байду номын сангаас 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
钢铁材料常见金相组织相图
钢铁材料常见金相组织简介在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：一、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，用F表示），纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。
这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。
随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。
铁素体还是珠光体组织的基体。
在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。
碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最大。
碳的质量分数为0.09%。
图1：铁素体二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。
TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。
碳素或合金结构钢中的奥氏体在冷却过程中转变为其他相，只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后，奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。
三、渗碳体渗碳体（cementite），指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
铝合金的微观组织金相分析ppt课件
不同放大倍数下的珠光体 a)高倍 b)中倍 c)低倍
多相合金的浸蚀，除了有 单相合金反应特征外，由 于组织中有明显的相组成 物，电位差距较大，发生 相之间的电化学腐蚀，其 中一相被溶去一薄层，而 相界被浸蚀较深呈现凹坑， 结果在相与相界间相与相 间出现凹坑，从而显示出 相或组织
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8
二. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析）
热变形过程中，部分变形晶粒发生动态再结晶，形成变 形晶粒和少量再结晶晶粒混合组织
固溶过程中，温度较高，发生静态再结晶，再结晶比例 大幅增加 时效温度很低，合金一般不会发生进一步的再结晶
.
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（2）铝合金中再结晶组织的表征方法：
OM分析：
用Graff Sargent腐蚀液进行腐蚀。此 种腐蚀液优先腐蚀晶界和亚晶界。
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动态回复
动态回复应力—应变曲线
动态回复：位错的运 动与重组
7085 铝合金热变形中的动态回复
变形晶粒内产生等轴亚晶 组织
.
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动态再结晶
7085 铝合金热变形中的动态再结晶
动态再结晶应力—应变曲线
动态再结晶：形成大 角度晶界 + 长大
变形晶粒晶界处出现细小 等轴晶粒
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3. 4 变形铝合金中的再结晶组织 （1）铝合金中再结晶组织演变：
微观组织检测
固溶 + 时效
机理研究
.
性能测试
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3. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析） 3. 1 铸锭的金相分析
7136铝合金铸态金相组织照片
（1）晶界存在较多非平衡结晶相
（2）晶界较粗、弯曲（铸造缺陷多）
（3）存在过饱和固溶体（冷却速度快）
金相组织显示PPT课件
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8
例如，灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨﹙暗的亮 的﹚铸造铝硅合金中的初晶硅和共晶硅，都能 在抛光磨面上直接观察到它们的形貌和分布状 态。金属氧化物，硫化物，氮化物等，也具有 非金属的光学特性，统称非金属夹杂物。它们 不仅反射光强度不同，往往还具有特殊的色彩 ，或有透明和不透明之别。这些都可以作为鉴 别非金属夹杂物的依据 。另外显微裂纹和疏松 等缺陷可直接观察。有一些金属元素吸光的能 力也很强。如铅青铜中的铅，不用显示也可以 清晰地区分
.
9
有些试样。
例如具有光学各向异性的金属锌等，它反射 光的偏振状态，随晶体取向不同而有差异。
有些虽然只是具有微小的高度差但是反色光 的位相具有很大的差别，象这些虽然人眼是 无法直接分辨出这些差别的，但是利用光学 附件，可以将其转化为亮度或色彩的差别， 从而就能显示出组织的细节。
这种利用光学手段显示组织衬度的方法就是 光学法。
盐酸 10ml 硝酸 3ml 木酒精 10ml
盐酸 (比重1.19)3份 硝酸份 (比重1.42)1份
水杨酸 10g 酒精 100ml
.
加热至60℃使用，浸蚀时间 为 5 ～ 30 分钟
浸蚀时间，回火时间需 15 分钟，显示晶粒大小自数秒 至1分钟
浸蚀 2 ～ 10 分钟
浸入试剂内数次，每次 2 ～ 3 秒，并抛光，用水 和酒精冲洗
.
5
金相组织的显示方法
可分为 光学法， 侵蚀法， 干涉层法 高温浮凸法等几类。
.
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4.1.2光学方法：
光学方法是把金相试样在反射光中，把 肉眼无法分辨的光学信息，转换成可见 衬度的方法。如偏振状态或位相差异， 试样不经过其它显示处理，只是利用显 微镜上的特殊附件来实现的。
(完整PPT)常见金相组织
厚较长，横贯整个奥氏体晶粒，次生者尺寸较小，大
部分片的中央有中脊，在两个初生片之间常见“Z”字
形分布的细薄片。
第四节 贝氏体
贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混 合物，钢中贝氏体的的金相形态是多变的，转变 温度和合金元素对贝氏体的金相形态都有影响。 钢中贝氏体主要包括上贝氏体、下贝氏体和粒状 贝氏体。
右图：珠光体＋沿晶界分布的二次渗碳体
区别：铁素体内有晶界，与片状珠光体中的铁素体没有相 界,二次渗碳体边界平直，渗碳体网细而薄，内部没有晶 界与片状珠光体中的铁素体有明显相界。
1-5a、白口铸铁
亚共晶白口铸铁 100×
亚共晶白口铸铁 200×
珠光体＋莱氏体＋二次渗碳体
1-5b、白口铸铁
共晶白口铸铁 200×
常见金相组织
1、铁碳平衡组织 2、铸铁组织 3、马氏体 4、贝氏体 5、其它金相组织
第一节 铁碳平衡组织
1、工业纯铁（含碳≤0.0218%) 2、亚共析钢（含碳0.218%～0.77%) 3、共析钢（含碳0.77%，T8钢) 4、过共析钢（含碳0.77%～2.11%) 5、白口铸铁（含碳2.11%～6.69%)
3-1、板条马氏体
板条马氏体 200×
板条马氏体 500×
板条自奥氏体晶界向晶内平行成群，一个奥
氏体晶粒内包含几个板条群，板条体之间为小 角晶界，板条群之间为大角晶界
3-2、片状（针状）马氏体
片状马氏体 1000 ×
片状马氏体 100×
片状马氏体＋残余奥氏体。
呈凸透镜片状（或针状），中间稍厚，初生者较
一般灰铸铁在共晶转变时，液相即与奥氏体又与石墨 接触，所以石墨呈片状生成。加镁铸铁在共晶转变时， 它只与奥氏体接触，在石墨周围形成奥氏体外壳，当铸 件凝固后碳是通过周围的奥氏体外壳向石墨堆集，使石 墨均匀生长成球状。
钢铁材料常见金相组织相图
钢铁材料常见金相组织简介在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：一、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，用F表示），纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。
这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。
随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。
铁素体还是珠光体组织的基体。
在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。
碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最大。
碳的质量分数为0.09%。
图1：铁素体二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。
TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。
碳素或合金结构钢中的奥氏体在冷却过程中转变为其他相，只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后，奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。
三、渗碳体渗碳体（cementite），指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
金相分析技术ppt课件ppt课件
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回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
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回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压 力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样 无法磨平。
3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织 变化。
4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成45°角，以免在磨光及抛光 时将砂纸和抛光织物划破。
Al－Mg2Si相图
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Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
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回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
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晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺 性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械 性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高， 在热处理和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机 械性能和工艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸 工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。金属材料的 强度在很大程度上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式 所描述的强度和晶粒尺寸之间的函数关系：
金相组织
下铁碳合金中碳大部分以渗碳体形式存在。渗碳体具 有复杂的斜方晶格，没有同素异形转变。低温下，有 弱磁性高于217 ℃时消失。渗碳体的含碳质量分数为 6.67%，熔点为1600 ℃，硬度很高（显微硬度可达 800-1000HV），脆性很大，塑性接近于零。 根据铁-碳相图，渗碳体可分为三种：一次（初次）渗 碳体，是沿CD线由液体中结晶析出的渗碳体；二次渗 碳体，是沿ES线由γ-固溶体中析出的渗碳体；三次渗 碳体，是沿PQ线由а-固溶体中析出的渗碳体。
钢中常见金相组织--铁素体
白色部分为 铁素体
钢中常见金相组织--铁素体
其中的黑色部分为 铁素体，白色的为 珠光体。这个与光 学金相照片刚好相 反。电镜的衬度是 有被测材料成分 （原子量），和被 测材料导电性，以 及被测材料形貌一 起作用形成的。这 与光镜直接光感成 像不同。
材料：20MnSiNb连铸坯 侵蚀剂：4%硝酸酒精 金相组织为：珠光体+网状铁素体+晶内针状铁素体。
材质：共晶白口铁 腐蚀液：3％～4％硝酸酒 精溶液 倍率：显微组织 （250×） 组织：室温莱氏体 在显微镜下，珠光体呈暗 黑色细条或斑点状，共晶 渗碳体呈亮白色
钢中常见金相组织-莱氏体
钢中常见金相组织-莱氏体
在含碳质量分数为2.11%~4.3%的亚共晶生铁中，金相
组织除莱氏体外，尚有大块珠光体。
钢中常见金相组织—奥氏体
图中可见晶界 平直。明暗晶 粒是因为晶粒 取向不同，腐 蚀程度不同
钢中常见金相组织—奥氏体
304不锈钢 的原始组织： 奥氏体晶粒 和孪晶
钢中常见金相组织—奥氏体
Fe-20Mn0.6C不锈钢 奥氏体扫描 照片，内部 可见孪晶。
钢中常见金相组织—渗碳体
渗碳体是铁和碳的间隙式化合物，用Fe3C表示。常温
材料金相组织ppt课件
渗碳体 Fe3C
铁碳合金的基本相
➢ 渗碳体是铁和碳形成的金属化合 物，含碳量为6.69%，熔点为 1227℃。 ➢ 具有复杂的斜方晶体结构。硬度 极高HB800，塑性几乎等于0，是硬 脆相。在钢中，渗碳体以不同形态
和大小的晶体出现在组织中，对钢 的力学性能影响很大。
➢ 在一定条件下（如高温长期停留
或缓慢冷却），渗碳体可以分解而 形成石墨状的自由碳。
对成品奥氏体晶粒粗大后能否恢复？
奥氏体不锈钢由于其导热系数率低，散热慢，在加工和焊 接时易出现受热部位高温停留时间过长，导致局部晶粒粗大。
此类材料焊接应特别注意控制返修次数。二次返修时应将 原焊口割除。
知识点
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精选课件ppt
成品奥氏体晶粒粗大后能否恢复？
• 奥氏体材质的设备或管道在使用过程中如果发生晶粒 粗大，将会对使用性能产生很大的不利影响，而且奥氏体 材质设备和管道的组织转变是不可逆的，因为奥氏体在热 处理过程中是没有相变，没有重新形核长大过程，只能重 熔或采用机械变形方法即锻造和轧制变形来细化晶粒，所 以奥氏体设备和管道成品如果在制作和安装中发生晶粒长 大是无法挽回的。若到厂材料经检验发现晶粒粗大，只能 做报废处理。
二.金相试验
电解腐蚀： 两相合金的腐蚀主要是一个电化学腐蚀过程。
在腐蚀剂中，形成极多微小的局部电池。阳极相被腐蚀而逐 渐凹下去；阴极相保持原样。因而在显微镜下可清楚地显示 出合金的两相。
另一种方法是薄膜染色法。此法是利用腐蚀剂与磨面上各 相发生化学反应，形成一 层厚薄不均的膜(或反应 沉淀物)，在白光的照射 下，由于光的干涉使各 相呈现不同的色彩，从 而达到辨认各相的目的。
金属材料学基础
目录
1 金属的结晶 2 金相试验 3 金相识别 44 合金相图 5 热处理
常见金相组织图片ppt课件
Cu6Sn5
SnSb
锡基固溶体
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•锡基轴承合金2
（棕褐色杆状）+（棕褐色方块）+（兰绿色基体）
态 Cu6Sn5
SnSb
α相锡基固溶体
（兰棕色杆状）+（兰棕色方块）+（兰绿色基体）
态 Cu6Sn5
SnSb
α相锡基固溶体
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•铅基轴承合金
共晶（ 基体）+（橙色方块和橙色针状）
Pb+ SnSb
SnSb Cu2Sb
30
•工具钢（高速钢铸态）
W18Cr4V铸态（黄色鱼骨状莱氏体）
31
•工具钢（高速钢碳化物不均匀性）
32
•工具钢（高速钢脱碳）
W18Cr4V钢脱碳层，200x
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•工具钢（高速钢球化）
W18Cr4V球化（P球）
34
•
工 具 钢 （ 高 速 1280℃淬火 钢 淬 火 回 火 ） 1300℃淬火
素 氏 体
14
• 结构钢的组织（低碳M）
板条（低碳）M
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• 结构钢的组织（高碳M）
M精细结构
针状（高碳）M
16
• 结构钢的组织（45钢M）
17
• 结构钢的组织（B下）
18
• 结构钢的组织（魏氏组织）
亚共析钢 魏氏组织 （白色针状为F ，黑色为P）
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• 结构钢的组织（带状组织彩）
深色（黑）为珠光体， 浅色（黄）为铁素体
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• 结构钢的组织
21
• 结构钢的组织（纤维组织 . 彩）
22
• 结构钢的组织（纤维组织）
23
• 结构钢的组织(退火与正火组织）
金相组织
20G钢(600℃保温)低碳碳素钢金相组织材料：20G(锅炉用钢，相当20钢)工艺情况：埋弧自动焊接后600℃保温2h，去应力处理浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀组织说明：图右上部为焊缝组织，为铁素体和珠光体，呈柱状晶分布。
图为热影响区，为珠光体和铁素体，呈魏氏组织，晶粒度4级左右。
该高压锅炉中使用的工件采用埋弧自动焊的方法进行焊接，焊丝材料H08MnA+431焊剂。
焊后经600～650℃保温2h的去应力处理。
焊接接头的金相检查，表明焊缝质量达到有关标准要求，焊缝区无夹渣、气孔等疵病，热影响区晶粒有所增大，但尚属正常范围。
Mn18(固溶处理)金相图材料：Mn18(30万kW发电机护环材料)工艺情况：固溶处理浸蚀方法：电解抛光、化学浸蚀组织说明：基体为等轴孪晶奥氏体及极少量碳化物（在光学显微镜下不易观察到）。
铸态高锰钢中有碳化物沿晶界分布，从而降低了力学性能和耐磨性，它只有通过高温固溶处理，促使碳化物溶入基体，得到均匀的奥氏体，才能在承受较大冲击负荷时发挥它的高耐磨性能特点。
W6Mo5Cr4V2(淬火后680℃回火)金相图材料：W6Mo5Cr4V2工艺情况：淬火后680℃回火浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀(25~30℃，1.5min)组织说明：黑色回火马氏体基体上分布白色断续网状碳化物，在网角处有堆积现象。
按图中所述标准，对网状分布碳化物不均匀度的评定是按网孔大小和节点处碳化物堆积程度分级，同样分为8级，从3级开始，本样品可评为6级。
高速钢钢锭经开坯、锻轧而成为钢材时，鱼骨状分布的共晶莱氏体已基本消除。
但对尺寸较大的钢材，受到变形量较小的影响，组织中会存在着比较严重的碳化物不均匀度。
20钢(正火处理)低碳碳素钢金相组织材料：20钢工艺情况：正火处理(加热至900℃后空冷)浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀组织说明：20钢经正火处理后获得的正常组织，白色块状为铁素体，黑色块状为片状珠光体，晶粒比较细小。
20钢经正火处理以后，其抗拉强度R m(σb)可达420N/mm2。
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铁素体有块状、网状等多种形态。
钢中常见金相组织--铁素体
白色部分为 铁素体
钢中常见金相组织--铁素体
其中的黑色部分为 铁素体，白色的为 珠光体。这个与光 学金相照片刚好相 反。电镜的衬度是 有被测材料成分 （原子量），和被 测材料导电性，以 及被测材料形貌一 起作用形成的。这 与光镜直接光感成
组钢织中常见金相组织
铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体 贝氏体 马氏体 魏氏组织
钢中常见金相组织--铁素体
铁素体是碳在а-Fe中的固溶体。它仍保持а-Fe的体心 立方晶格。碳在铁素体中的溶解度以723 ℃时为最大， 为0.02%，而在室温下溶解度仅为0.008%。铁素体的 性能接近于纯铁，硬度低，塑性好。在合金钢中溶有 合金元素的铁素体，能提高钢的强度和硬度。
钢中常见金相组织—区分网状渗碳体和
网状铁素体
钢中常见金相组织—珠光体
珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，是含碳质量分数 为0.77%的奥氏体在727 ℃时共析转变的产物。通常珠 光体是铁素体和渗碳体相间排列的层片状组织。
珠光体的片层间距取决于奥氏体分解的过冷度，过冷 度越大形成的珠光体的片间距越小。根据珠光体片间 距的大小又可分为以下三种：
回火索氏体，500×
回火索氏体的电镜形貌，7500×
钢中常见金相组织—珠光体
3、托氏体也译做屈氏体，属于珠光体的一种，。于 550~600℃形成，片层极薄，用金相显微镜放大500倍， 不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织 ，只
有在电子显微镜下才可以分辨出其铁素体和渗碳体的 片层结构。其片间距极细，约为30～80nm。
钢中常见金相组织—珠光体
2、索氏体，是奥氏体在600℃-650 ℃高温分解的产物， 硬度为250HBW左右，用金相显微镜放大500倍，从珠 光体的渗碳体上仅看到一条黑线，在光学金相显微镜 下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T7232 标准) ，其片间距较小，约为80～150n m，如下图：
像不同。
材料：20MnSiNb连铸坯
侵蚀剂：4%硝酸酒精 金相组织为：珠光体+网状铁素体+晶内针状铁素体。
钢中常见金相组织—奥氏体
奥氏体是碳在γ-Fe中的固溶体、在合金钢中的碳和合 金元素在γ-Fe中的固溶体。它仍保持γ-Fe的面心立方 晶格，是钢中比体积最小的组织。奥氏体中碳的最大 溶解度为2.06%,相应温度为1147 ℃，随着温度的降低 溶解度也随之降低，在723 ℃左右碳的溶解度为0.8%。
钢中常见金相组织—渗碳体
白色柱状的 为一次渗碳
体
钢中常见金相组织—区分网状渗碳体和网
状铁素体
方法一：着色法，用硝酸酒精腐蚀都是白色的，用苦味酸腐蚀 碳化物是黑色的。
方法二：硬度法，渗碳体和铁素体的硬度不同，铁素体软二渗 碳体很硬。
方法三：二者形态上还是有差别的,一般情况下,侵蚀稍微重一点, 铁素体上会有一些凹凸点,碳化物平整些
奥氏体在金相组织中呈现为规则的多边形，晶界比较 直，并有孪晶现象。
淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体针间的空隙处 奥氏体用硝酸酒精腐蚀后的颜色也为白色。 注意 ：铁素体、渗碳体、奥氏体经硝酸酒精腐蚀后都
呈现白色，主要通过组织形态区分。
钢中常见金相组织—奥氏体
图中可见晶界 平直。明暗晶 粒是因为晶粒 取向不同，腐 蚀程度不同
过共析钢中先共析渗碳体组织形态有以下两种类型： ① 不连续网状或连续网状渗碳体：钢中的含碳量较低时为不连
续网状，含碳量较高时为连续网状，与网状铁素体相比，网状 渗碳体的厚度薄得多； ② 魏氏组织渗碳体：当奥氏体成分均匀、晶粒粗大及冷却速度
适中时，析出与奥氏体保持共格关系的针（片）状魏氏组织渗 碳体。魏氏组织会恶化钢的塑性和韧性，通常采用完全退火或 正火消除。
钢中常见金相组织—奥氏体
304不锈钢 的原始组织： 奥氏体晶粒
和孪晶
钢中常见金相组织—奥氏体
Fe-20Mn0.6C不锈钢 奥氏体扫描 照片，内部 可见孪晶。
钢中常见金相组织—渗碳体
渗碳体是铁和碳的间隙式化合物，用Fe3C表示。常温 下铁碳合金中碳大部分以渗碳体形式存在。渗碳体具 有复杂的斜方晶格，没有同素异形转变。低温下，有 弱磁性高于217 ℃时消失。渗碳体的含碳质量分数为 6.67%，熔点为1600 ℃，硬度很高（显微硬度可达 800-1000HV），脆性很大，塑性接近于零。
1、片状珠光体，是奥氏体在650 ℃~700 ℃高温分解的 产物，硬度为200HBW左右，用一般金相显微镜可分 辨Fe3C片，其片间距大约为150～450nm如下图：
材料：45钢 工艺情况：退火态
组织说明：片状珠光 体，透射电镜二次碳 复型图像。图中可见 不同取向的珠光体领 域。
片状珠光体的力学性能主要取决于片间距。随片间 距减小，钢的强度越高，塑性韧性越好。
根据铁-碳相图，渗碳体可分为三种：一次（初次）渗 碳体，是沿CD线由液体中结晶析出的渗碳体；二次渗 碳体，是沿ES线由γ-固溶体中析出的渗碳体；三次渗 碳体，是沿PQ线由а-固溶体中析出的渗碳体。
铁碳相图
钢中常见金相组织—渗碳体
渗碳体可与其他合金元素形成置换式固溶体，以渗碳 体晶格为基体的这种固溶体成为“合金渗碳体”。
回火托氏体，500×
回火托氏体的电镜形貌，7500×
钢中常见金相组织-珠光体
珠光体是共析转变的产物。在亚共析钢中奥氏体发生 共析转变前，首先从奥氏体中析出先共析铁素体使剩 余的奥氏体碳含量逐渐增加。达到共析成分时才发生 珠光体转变。在过共析钢中首先从奥氏体中析出二次 渗碳体，使奥氏体中的碳含量逐渐减少，达到共析成 分时才发生珠光体的转变。铁素体和二次渗碳体的析 出量，随过冷度的增大而减少。
渗碳体是一种介稳定化合物，在一定条件，能分解成 石墨状的自由碳。
渗碳体在金相组织中以不同的形式呈现。一次渗碳体 多呈柱状，二次和三次渗碳体多以白色网状表现。
三次渗碳体是从铁素体晶界上析出，由于数量很少， 一般沿铁素体晶界呈断续片状分布。而极低碳钢中的 游离渗碳体就是三次渗碳体。
共析渗碳体 珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。可归 属于二次渗碳体。