关于金相图样分析的知识

相图基本知识简介

第二章二元合金相图纯金属在工业上有一定的应用，通常强度不高，难以满足许多机器零件和工程结构件对力学性能提出的各种要求；尤其是在特殊环境中服役的零件，有许多特殊的性能要求，例如要求耐热、耐蚀、导磁、低膨胀等，纯金属更无法胜任，因此工业生产中广泛应用的金属材料是合金。

合金的组织要比纯金属复杂，为了研究合金组织与性能之间的关系，就必须了解合金中各种组织的形成及变化规律。

合金相图正是研究这些规律的有效工具。

一种金属元素同另一种或几种其它元素，通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质叫做合金。

其中组成合金的独立的、最基本的单元叫做组元。

组元可以是金属、非金属元素或稳定化合物。

由两个组元组成的合金称为二元合金，例如工程上常用的铁碳合金、铜镍合金、铝铜合金等。

二元以上的合金称多元合金。

合金的强度、硬度、耐磨性等机械性能比纯金属高许多，这正是合金的应用比纯金属广泛得多的原因。

合金相图是用图解的方法表示合金系中合金状态、温度和成分之间的关系。

利用相图可以知道各种成分的合金在不同温度下有哪些相，各相的相对含量、成分以及温度变化时所可能发生的变化。

掌握相图的分析和使用方法，有助于了解合金的组织状态和预测合金的性能，也可按要求来研究新的合金。

在生产中，合金相图可作为制订铸造、锻造、焊接及热处理工艺的重要依据。

本章先介绍二元相图的一般知识，然后结合匀晶、共晶和包晶三种基本相图，讨论合金的凝固过程及得到的组织，使我们对合金的成分、组织与性能之间的关系有较系统的认识。

2.1 合金中的相及相图的建立在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分叫做相。

液态物质为液相，固态物质为固相。

相与相之间的转变称为相变。

在固态下，物质可以是单相的，也可以是由多相组成的。

由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金的组织。

组织是指用肉眼或显微镜所观察到的材料的微观形貌。

由不同组织构成的材料具有不同的性能。

铁素体组织金相图

铁素体组织金相图（工业纯铁）工业纯铁在室温时含碳量非常低，其退火组织由铁素体和极少量的三次渗碳体所组成。

本金相图是工业纯铁的退火组织，由多边形状的铁素体和细小颗粒状的三次渗碳体所组成，铁素体晶粒因位相不同而呈现出不同的颜色。

共析钢组织金相图共析钢的含碳量理论上为0.7﹪，而在实践中一般含碳量在0.74﹪～0.84﹪之间，其退火组织是珠光体，由铁素体和渗碳体层片相间所组成。

本金相图是T8钢的退火组织，图中铁素体呈黑色片层状组织，渗碳体呈灰白色片层状组织。

亚共析钢组织金相图亚共析钢的含碳量在0.02﹪～0.77﹪之间，其退火组织由铁素体和珠光体所组成。

本金相图是35钢的退火组织，图中铁素体呈灰白色块状组织，珠光体呈片层状组织。

过共析钢组织金相图过共析钢的含碳量在0.8﹪～2.11﹪之间，其室温组织由二次网状渗碳体和珠光体所组成。

本金相图是T12钢的退火组织，图中的渗碳体呈白色网状组织，珠光体呈片层状组织。

共晶白口铁组织金相图共晶白口铸铁的含碳量为4.3﹪，其室温时的铸造组织是低温莱氏体，由珠光体和渗碳体所组成。

在本金相图中的珠光体呈绿色组织，渗碳体呈黄色组织。

亚共晶白口铁组织金相图亚共晶白口铸铁的含碳量在2.11﹪～4.3﹪之间，其室温时的铸造组织由珠光体、二次网状渗碳体和莱氏体所组成。

本金相图是含碳量为3﹪的亚共晶白口铸铁的铸造组织，图中珠光体呈蓝色组织，莱氏体呈红黄色组织。

过共晶白口铁组织金相图过共晶白口铸铁的含碳量在4.3﹪～6.69﹪之间，其室温时的铸造组织由板条状一次渗碳和低温莱氏体所组成。

本金相图是含碳量为5.6﹪的过共晶白口铸铁的铸造组织，图中一次渗碳呈板条状黄色组织，低温莱氏体由呈绿色的珠光体组织和呈棕黄色的渗碳体组织组成。

金属相图

二组分金属相图一、实验目的和要求1．掌握热分析法的测量技术2．用热分析法测绘Sn-Bi二组分金属相图，了解固-液相图的基本特点。

二、实验原理1．互不相溶的二组分金属体系的相图对于和冶金有关的合金、化合物、融盐等体系，气相可以忽略，只考虑固相和液相。

这种没有气相的体系称为凝聚体系。

两种金属形成的二组分体系属于凝聚体系，可分为三种类型：①两种金属互不相溶；②部分互溶的固溶体(固态溶液)；③完全互溶的固溶体。

本实验所测量的Sn-Bi二组分金属体系属于第一种类型。

对于二组分金属体系，平衡状态受外压的影响很小，因此，在测绘相图时，通常固定外压，一般为标准大气压,得到平面的温度-组成图。

由于外界影响因素中只考虑温度，相律可表示为f=C-φ+1=3-φ，自由度最大为2。

(参见“双液系气液平衡相图”中关于相律的讨论)图1互不相溶的二组分金属体系的相图图1是典型的互不相溶的二组分金属体系的相图。

横坐标w B表示金属B在整个体系中质量分数，纵坐标为温度。

T A*和T B*分别代表纯A和纯B的熔点。

人们很早就知道，一种金属中加入另外一种金属可以降低熔点，因此可以配制出熔点低于两种纯金属的合金来。

用食盐化雪也是这种办法。

因此，当在金属A中加入B后，熔点将沿ce下降，直到e点。

同样，在金属B中加入A，熔点沿de下降，直到e点。

体系在e点对应的组成下具有最低熔点，这个熔点Te称为低共熔点，相应的混合物称为低共熔混合物。

熔融状态的低共熔混合物在冷却过程中，A和B两种金属同时结晶。

图1中的熔点曲线ce和de称为液相线，它可以是直线，也可以是曲线。

水平直线men称为三相线，当物系点落在三相线上时，体系中存在固态A、固态B 和熔融物三相平衡。

根据相律，三相平衡时自由度f=2-3+1=0，因此各相组成必然分别为固态纯A、固态纯B、液态低共熔混合物，温度必然为低共熔点，。

液相线和三相线将相图划分为4个区域：I. 熔融物的单相区；II. 固态A和熔融物的两相平衡区；III. 固态B和熔融物物的两相平衡区；IV. 固态A和固态B的两相平衡区。

金相图

航空材料实验报告航空航天类103552 胡磊金属材料的金相制备及微观性能【实验原理】1.金相学：加工金属式样并观察，记录它的微观结构金属→→→镜面→→→金相图：金属在经过粗磨，细磨，抛光三步打磨形成镜面，在用化学试剂腐蚀镜面，最后将金属镜面吹干，放在显微镜下观察金相图，并用相机拍下图片。

2.实验材料1）Q235A是市场上最常见的钢材，一般用作结构。

有型材棒材和板材等。

以前人们统称为A3钢。

Q235A是普通碳素结构钢的一种表达方式，代表了材料的屈服强度是235Pa。

其成份为：c 0.14--0.22 Mn0.30--0.65 si 0.3 s 0.05P0.0452) 45号钢用于制造齿轮，齿条，链轮，轴，键，销，蒸汽透平机的叶轮，压缩机泵的零件。

拉伸强度不小于600Pa；屈服强度不小于355Pa。

其成份为：c 0.42---0,5 Si 0.17---0.37 Mn 0.50---0.80 S<=0.035% P<=0.035% Cr<=0.25Ni<=0.25%3) 30CrMnSi合金钢是合金结构钢，可用来制造高压鼓风机叶片，阀板离合器摩擦片，螺栓，螺帽，轴齿，轮等。

以及温度不高而要求耐磨的零件。

其成份为：C 0.28--0.34 Si 0.90---1.20 Mn0.08---1.10 Cr 0.08---1.10【实验目的】1 初步掌握金属材料的金相试验的制作方法2 使用光学显微镜观察尽享并加深对金相的理解【实验器材和材料】1 光学显微镜2 磨抛机3 数码照相机4 聚酯，固化剂，促进剂，粗中细三种水砂纸，金刚石抛光剂，硝酸，工业酒精，木夹，吸管，玻璃容器，剪刀，吹风机。

5 丙酮清洗剂【实验过程】一．制作金属镶嵌快1. 被测金属块制作：选用不同牌号的金属材料切割成不同形状，切割时不能把表面烧伤，要用水冷却。

（本组选择的是圆形块）2. 金属块表面处理：用锉刀锉平尽可能使被测面光滑平整3. 镶嵌块制作：准备适量的聚酯加促进剂（蓝色）加入固化剂（白色）搅拌均匀静置几分钟4. 将金属块光滑平整的一面朝下方如橡胶模具中，浇入静置后的聚酯，待固化后取出，固化时间大约为5--6小时二．金属镶嵌快的打磨抛光和腐蚀过程1. 镶嵌块的磨抛：用粗，中，细水砂纸和绒布加金刚石抛光剂在磨抛两用机上面进行磨抛，将露出的金属面打磨抛光成镜面后用清水冲洗干净2. 腐蚀液的配置：腐蚀：工业酒精加硝酸（工业酒精/硝酸=100/4 重量比）用夹子夹住镶嵌块，只腐蚀镜面，时间根据材料而定，不同材料腐蚀的时间不一样。

金相分析基础范文

金相分析基础范文金相分析是一种常见的金属材料表征方法，通过观察金属材料的组织结构和显微组织来推断其性质和性能。

在金属材料的生产、加工和质量控制过程中，金相分析起着重要的作用。

本文将介绍金相分析的基础知识，包括样品制备、显微镜观察和金相图分析。

首先，样品制备是金相分析的第一步。

样品的正确制备对于后续的金相分析非常关键。

对于切割样品，应选择合适的切割方法和设备，以减小样品切割面的变形和热损伤。

切割结束后，应使用打磨机对样品表面进行粗磨和细磨处理，以去除切割残留物和磨削痕迹。

最后，样品应经过抛光，以获得光洁平滑的表面。

然后，显微镜观察是金相分析的核心环节。

金相分析通常使用光学显微镜和电子显微镜进行观察。

光学显微镜可用于观察晶粒形态、晶界、相分布和裂纹等信息。

电子显微镜则可以提供更高的放大倍数和更详细的结构信息。

通过观察样品的显微组织，可以对金属材料的组织结构和性质进行分析。

最后，金相图分析是金相分析的重要方法之一、金相图是一种图形化的表示材料相图的方法，通过金相图可以了解材料在不同温度下的相组成和相转变关系。

在金相图分析中，需要识别不同相的组成和特征，进而推断金属材料的性质和性能。

金相图分析可以帮助解释材料在不同条件下的力学性能、热处理效果以及应力应变响应等问题。

除了上述基础知识，金相分析还包括一些高级技术，如电子背散射衍射（EBSD）、扫描电镜能谱分析（EDS）和透射电镜（TEM）等。

这些技术可以提供更加详细和准确的材料信息。

综上所述，金相分析是一种重要的金属材料表征方法，通过样品制备、显微镜观察和金相图分析，可以推断金属材料的组织结构和性质。

准确的金相分析结果对于材料的生产和质量控制都具有重要意义。

金相分析的进一步发展将有助于我们更好地理解金属材料的微观性质和力学行为。

金相知识-相图

共晶铸铁在缓冷过程中的组织变化
共晶白口铁（碳当量CE＝4.3%）
亚共晶铸铁在缓冷过程中的
组织转变
亚共晶白口铁（碳当量CE＜4.3%）
过共晶铸铁在缓冷过程中的
组织转变
一奥次氏渗体碳体
过共晶白口铁（碳当量 CE＞4.3%）
共晶莱氏体
4、 Fe - Fe3C平衡状态图中的三条渗碳体析出线
铁素体
5. Fe-Fe3C状态相图应用 1. 估算碳素钢和铸铁铸造熔化加热温度，ABCD液相线＋200℃，如含碳量为3.5%的铸铁，相图上获得液相线约为1200 ℃ ，为使铁水具有良好的流动性，再考虑杂质的影响，熔化加热温度还需要提高200 ℃ ，即含碳量3.5%的铸铁熔炼温度为1400 ℃ . 2. 估算碳素钢的锻造加热温度，即固相线－150 ℃. 3. 估算钢的热处理（淬火、退火和回火）温度。 4. 可以计算出不同温度时各种组成相（如铁素体，渗
高温金相显微镜下的奥氏体
21-4N奥氏体不锈耐热钢基体中的奥氏体，弥散分布的
细小颗粒为合金碳化物。
扫描电镜拍摄的片层状珠光体
亚共析钢在缓冷过程中的组织变化
过共析钢在缓冷过程中的组织变化
T10A钢790℃淬油，200℃回火基体组织为黑色回火马氏体＋残留奥氏体＋沿晶分布的二次渗碳体。这种断续分布的碳化物在锻后空冷时已经形成，须锻后正火消除后再进行球化退火。
第二节 Fe - Fe3C相图
一. 几个重要概念
相图中点，线，面的含意
相图定义用图解的方法表示不同碳含量的碳钢在各种温度下对应的平衡组织关系，这种状态图称为Fe – C二元相图。
Fe - Fe3C相图是Fe - C相图靠左侧的一小部分。元素碳在Fe - Fe3C相图中的形态有三种：固溶态（铁素体、奥氏体等）、化合态（渗碳体）和游离态（石墨）。

观察金相图实验报告

观察金相图实验报告金相图实验报告观察与分析1. 引言金相图实验是通过对金属材料进行金相观察和分析，以揭示材料的微观组织结构与性能之间的关系。

本实验通过对不同处理状态的金属试样进行金相观察，探讨了材料在不同条件下的晶粒大小、晶粒形态、晶界和相组成的差异，从而了解材料性能的变化规律。

2. 实验装置和方法本实验所用的装置主要有金相显微镜、显微镜照相系统和金相试样制备设备等。

实验方法包括制备金相试样、粗磨、细磨、腐蚀和显微观察等步骤。

3. 实验结果分析3.1 材料处理状态对金相组织的影响通过对不同处理状态的金属试样进行金相观察，我们发现材料的处理状态对金相组织有明显影响。

例如，经过固溶处理后的试样，晶粒尺寸较大，晶粒形状较规则；而经过退火处理后的试样，晶粒尺寸较小，晶粒形状较不规则。

这是因为固溶处理能够使金属内部溶质均匀分布，并形成大晶粒；而退火处理可以通过晶界迁移和晶粒再结晶等机制，使晶粒尺寸变小。

3.2 金相组织与材料性能的关系通过对金相试样的观察，我们可以了解材料的晶粒大小和晶粒界面的情况。

晶粒大小对材料的力学性能、热学性能和耐腐蚀性能等有重要影响。

晶粒尺寸越小，材料的强度和硬度越高，韧性越好。

晶界的存在也会对材料的性能产生影响，晶界能够阻碍位错的移动，从而提高材料的强度和耐疲劳性能。

3.3 金相组织的分析方法金相图的观察主要通过金相显微镜来完成，可以获得试样的显微组织信息。

组织特征的分析可以结合图像分析软件来进行，例如计算晶粒大小、测量相体积分数等。

此外，还可以通过显微硬度测试、拉伸试验和冲击试验等来进一步评估材料的性能。

4. 实验总结与思考金相图实验是一种重要的金属材料表征方法，能够揭示材料的微观结构与性能之间的关系。

通过本次实验的观察和分析，我们深入了解了金相图的意义和应用，并掌握了金相试样制备和金相显微镜的操作技巧。

同时，我们也对材料处理状态和金相组织的关系有了更深入的认识，并能够通过金相观察来评估材料的性能。

金的物相分析

金的物相分析金在地壳中的平均含量为4×10－9，金的工业矿物主要有自然金属和金属互化物，如银金矿（AgAu）、金银矿（AuAg）等。

在自然界金常与黄铁矿、毒砂、黝铜矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿等共生。

由于金矿床中的金98%以上通常呈元素金状态存在，因此，金的物相分析不是查明金本身的相态，而是要查明金呈裸露，半裸露状态以及在各种载体矿物中呈包裹体状态的量。

本节对金的物相分析提供了三个分析流程。

第一个分析流程适用于化探样品中金的物相分析，可测定裸露和半裸露自然金、碳酸盐矿物包裹金、铅锌铜硫化物包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金和石英、硅酸盐包裹金等六相。

方法也可用于低品位金的矿石，分析流程见图1。

第二个分析流程适用于金含量较高的矿石，可测定单体自然金、连生体金、硫化物包裹金和硅酸盐石英包裹金四相。

分析流程见图1。

第三个分析流程是测定可氰化金，它主要为确定含金矿石能被氰化法提取金的程度。

图1 金矿石中金的物相分析流程一、化探样品中金的物相分析（一）方法提要应用I2－NH4I溶液浸取裸露与半裸露自然金，残渣用稀HC104先溶出碳酸盐，其包裹的自然金再用I2－NH4I溶液溶解分离。

测定碳酸盐包裹金残渣用溴－甲醇浸取铅锌铜硫化矿物包裹金，残渣继用含有SnC12的HCl（1＋1）溶去褐铁矿后，用I2－NH4I溶液浸取被其包裹的自然金，残渣经灰化，在480－500℃灼烧1h后，再用I2－NH4I溶液浸取黄铁矿包裹金，最后残渣为石英和硅酸盐包裹金。

分相后各相浸取液视含量不同用FAAS法或石墨炉原子吸收（GFAAS）法测定。

当Au总量为10×10－9时，即可进行分相测定，每相的测定限为10－9。

本法适用于一般金矿石和化探试样中Au的斌存状态查定。

分析流程见图2。

图2 化探样品中金的物相分析流程（二）试剂配制浸取剂Au Ⅰ 50g/L I2－100g/L NH4I溶液。

浸取剂Au Ⅱ HC104（1＋99）。

5-金属相图

2. 本实验所用体系为本实验所用体系为Sn-Bi、Cd-Bi或Pb-Zn等低熔点金属体、或等低熔点金属体但它们的蒸气对人体健康有危害，系，但它们的蒸气对人体健康有危害，因而要在样品上方覆盖石墨粉或石蜡油，防止样品的挥发和氧化。盖石墨粉或石蜡油，防止样品的挥发和氧化。 3. Bi－Sn相图是具有代表性的部分互溶固－液体系相图。这相图是具有代表性的部分互溶固－－相图是具有代表性的部分互溶固液体系相图。种体系由三个两相区和一条三相共存线。种体系由三个两相区和一条三相共存线。但是两侧各有一个固溶区，为只要成分的为α区为主要成分的为β区固溶区，以Sn为只要成分的为区，以Bi为主要成分的为区。为只要成分的为为主要成分的为一个相图的完整绘制，除了采用热分析法外，一个相图的完整绘制，除了采用热分析法外，常需借助其它技术。例如αβ相的存在和固溶区线的确定可用金相显微镜、相的存在和固溶区线的确定，技术。例如相的存在和固溶区线的确定，可用金相显微镜、 x－射线衍射方法以及化学分析法等。－射线衍射方法以及化学分析法等。
二组分简单共熔合金相图绘制
三峡大学化学与生命科学学院化学系物理化学教研室制
1. 实验目的
1. 学会用热分析法测绘学会用热分析法测绘Sn—Bi二组分金属相图。二组分金属相图。二组分金属相图 2. 了解固液相图的特点，进一步学习和巩固相率了解固液相图的特点，等有关知识。等有关知识。 3. 了解热电偶测量温度和进行热电偶校正的方法。
5. 实验取纯、纯Bi各50g，另配制含的台称分别称取纯Sn、用感量的台称分别称取纯各，的铋锡混合物各50g，锡20%、40%、60%、80%的铋锡混合物各，分别置、、、的铋锡混合物各于坩埚中，在样品上方各覆盖一层石墨粉。于坩埚中，在样品上方各覆盖一层石墨粉。

铁碳合金--超全金相图

第五节 Fe - Fe3C 相图的应用
选择材料方面的应用
制定热加工工艺方面的应用
一.选择材料方面的应用
1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律进行选择材料。 2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律 , 确定选定材料的工作范围。
二.制定热加工工艺方面的应用
碳的质量分数对平衡组织的影响。碳的质量分数对力学性能的影响。碳的质量分数对工艺性能的影响。
一.碳的质量分数对平衡组织的影响
二.碳的质量分数对力学性能的影响
三.碳的质量分数对工艺性能的影响
对铸造性能的影响。
对锻造性能的影响。
对焊接性能的影响。对切削加工性能的影响。
一.组元 * 铁 ( ferrite ) * 渗碳体 ( Cement( F ) ( Ferrite ) 碳溶于 α–Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体组织金相图
2.奥氏体 ( A ) --- Austenite 碳溶于 γ-Fe中形成的间隙固溶体。
奥氏体组织金相图
3.半镇静钢 ( balanced steel )
半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,是用锰铁和硅铁进行脱氧。其质量也介于二者之间,可代替部分镇静钢,一般不适于做重要零件。
三.碳素钢的分类、编号及用途
碳素钢的分类碳素钢的编号及用途
一)碳素钢的分类
1.按碳的质量分数分类: * 低碳钢: Wc ≤ 0.25% * 中碳钢: 0.25% ≤ Wc ≤ 0.6% * 高碳钢: Wc > 0.6%
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
工业纯铁组织金相图
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )

金相检验必备知识点

金相检验必备知识点01金相基础知识金相分析含义金相分析—是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相检验。

宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛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下所观察到得金属材料内部具有的各组成物的直观形貌。

金相检验的基础首先要明确金属和合金在固态下，通常都是晶体。

晶体就是原子在三维空间中有规则作周期重复排列的物质，就是说，在金属和合金中，原子的排列都是有规则的，而不是杂乱无章的。

晶体通常具有如下的特征：1.均匀性；2.各向异性；3.能自发地组成多面体外形；4.具有确定的熔点；5.晶体的理想外形和内部结构都具有特定的对称性；6.对X射线产生衍射效应。

晶格的分类体心立方晶格体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为90度，构成立方体。

晶胞的8个角上各有一个原子，在立方体的中心还有一个原子。

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。

密排六方晶格密排六方晶格晶胞在晶胞的12个顶角上各有1个原子，构成六方柱体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。

Fe-C相图相图中特性点符号及含义特性点温度（℃）含碳量（%）特性点的含义A 1538 0 纯铁的熔点B 1495 0.53 包晶转变的液相成分C 1148 4.30 共晶点D 1227 6.69 渗碳体熔点E 1148 2.11 碳在奥氏体中最大溶解度F 1148 6.69 共晶渗碳体成分点G 912 0 a-Fe← →r-Fe同素异构转变点H 1495 0.09 碳在a-Fe中最大溶解度J 1495 0.17 包晶成分点K 727 6.69 共析渗碳体成分点N 1394 0 r-Fe ← →σ-Fe同素异构转变点P 722 0.00218 碳在铁素体中最大溶解度S 727 0.77 共析点Q 600 0.008 碳在铁素体中溶解度相图主要特性线序线名及含义号1 AC线，液体向奥氏体转变的开始线，即：L→A2CD线，液体向渗碳体转变的开始线，即：L→Fe3CIACD线统称为液相线，在此线以上合金全部处于液相状态，用符号L表示。

金相图的原理及应用

金相图的原理及应用引言金相图是金相学的重要工具，它通过观察材料的显微结构和相组成来研究材料的性能和行为。

金相图的原理和应用在材料科学领域具有广泛的应用价值。

本文将介绍金相图的原理、制备方法以及其在材料科学领域的应用。

金相图的原理作为材料的性能和结构研究的重要方法之一，金相图是在显微镜下观察材料的显微结构来研究材料相组成和相变行为的一种手段。

金相图可以通过光学显微镜观察到的金相组织，利用显微镜的放大效果，可以清晰地观察到材料中的相分布、颗粒大小、晶粒形状等显微结构信息。

通过分析这些显微结构信息，可以获取材料的相组成、晶粒尺寸分布、相变温度范围等重要参数。

金相图的制备方法制备金相图需要首先获取材料的金相样品。

制备金相样品的方法通常包括金相样品的切割、磨削、腐蚀和脱硬化等步骤。

首先，材料样品被切割成适当的形状和大小，并通过磨削和抛光来获得平滑的表面。

接下来，利用酸性溶液进行腐蚀处理，去除样品表面的氧化层和其他杂质。

最后，样品经过脱硬化处理，使其恢复到切割之前的状态。

金相图的应用金相图在材料科学领域有着广泛的应用。

以下列举了金相图的一些主要应用：1.相组成分析：通过观察金相图中各相的颜色、形状等特征，可以推断出材料中不同相的组成成分，进而了解材料的化学成分及其比例关系。

2.显微组织研究：利用金相图可以观察到材料中的晶粒大小、晶粒形状、晶界等显微结构信息，从而研究材料的物理性质、力学性能等。

3.相变研究：金相图可以用来研究材料的相变行为，例如固相反应、液相反应、相变温度范围等，进而为材料的合金设计和性能优化提供依据。

4.材料硬度测试：金相图也可以用来观察材料的硬度和耐用性，通过显微镜下的观察可以评估材料的性能。

5.金相图数据库建立和应用：通过对大量材料进行金相图的实验和分析，可以建立金相图数据库，并通过数据库中的信息来预测和设计新材料的性能和行为。

结论金相图作为材料科学领域的重要工具，能够提供材料的相组成、晶粒尺寸分布、相变温度范围等信息。

金相分析学习报告

温度比一般工具钢高
工模具钢的金相组织及检验
100x 500x
T12A钢腐蚀剂：4%硝酸酒精溶液处理情况：锻造后空冷白色网状及针状组织为渗碳体，黑色基体组织是珠光体。
T10A钢腐蚀剂：3%苦味酸酒精溶液处理情况：860℃加热保温后炉冷粗大片状珠光体及沿晶界呈断续网状分布的渗碳体。
焊接件的金相组织及检验
明场照明特点光线垂直地射向试样表面，得到在发亮的背底上衬
出黑色像的映像。有凹凸不平处无阴影产生，得到清晰平坦的影像衬度低、缺乏立体感
暗场照明特点入射磨面的光线不先经过物镜，减少了反射及炫光
现象，减少了像差，衬度好于明场，像的颜色自然而均匀
金相试验方法
一、根据合金成分，结合状态判断合金中可能出现的组成相；二、根据合金的加工工艺过程，结合相变和加工条件，估计加工后各种组成相的状态；三、选取典型部位的试样通过磨制、抛光并腐蚀制备出合乎要求的金相试样；四、在显微镜下先采用一般的明场分析，从低倍到高倍进行观察；五、将试样放在带有摄影系统的金相显微镜下摄下图象。
铝合金分类示意图
有色金属的金相组织及检验
• 钛及钛合金
钛的金相组织：钛与铁一样具有同素异构转变，其α 、β同素异构转变点为882℃，转变点以下的稳定相为α相，属密排六方结构；转变点以上的稳定相为β相，属体心立方结构。 α 、 β相的组织形态，在光学显微镜下均为等轴状的多边形晶粒。 α 、 β相可在偏振光下加以区别， α相呈各向异性，而β相呈各向同性。
铸铁的金相组织及检验
灰铸铁金相图片
片状型石墨、呈弯曲片状、分布均匀，无方向性
100x
100x
菊花状石墨、中心为点状、周围向外辐射弯曲的片状，

碳钢材料金相图(淬火,退火,回火相关知识)

碳钢材料金相图A_铁素体v_奥氏体退火退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理[1]工艺。

目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。

退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。

1、金属工具使用时因受热而失去原有的硬度。

2、把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后，使缓慢冷却。

退火可以减低金属硬度和脆性，增加可塑性。

也叫焖火。

退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础（图1）。

各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的A c3以上、Ac1以上或以下的某一温度。

各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。

重结晶退火应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。

其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。

加热和冷却都是缓慢的。

合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶，故称为重结晶退火，常被简称为退火。

这种退火方法，相当普遍地应用于钢。

钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢或过共析钢）以上30～50℃，保持适当时间，然后缓慢冷却下来。

通过加热过程中发生的珠光体（或者还有先共析的铁素体或渗碳体）转变为奥氏体（第一回相变重结晶）以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶，形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。

退火温度在Ac3以上（亚共析钢）使钢发生完全的重结晶者，称为完全退火，退火温度在Ac1与Ac3之间(亚共析钢)或Ac1与Acm之间（过共析钢）,使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火。

相图基本知识简介

第二章二元合金相图纯金属在工业上有一定的应用，通常强度不高，难以满足许多机器零件和工程结构件对力学性能提出的各种要求；尤其是在特殊环境中服役的零件，有许多特殊的性能要求，例如要求耐热、耐蚀、导磁、低膨胀等，纯金属更无法胜任，因此工业生产中广泛应用的金属材料是合金。

合金的组织要比纯金属复杂，为了研究合金组织与性能之间的关系，就必须了解合金中各种组织的形成及变化规律。

合金相图正是研究这些规律的有效工具。

一种金属元素同另一种或几种其它元素，通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质叫做合金。

其中组成合金的独立的、最基本的单元叫做组元。

组元可以是金属、非金属元素或稳定化合物。

由两个组元组成的合金称为二元合金，例如工程上常用的铁碳合金、铜镍合金、铝铜合金等。

二元以上的合金称多元合金。

合金的强度、硬度、耐磨性等机械性能比纯金属高许多，这正是合金的应用比纯金属广泛得多的原因。

合金相图是用图解的方法表示合金系中合金状态、温度和成分之间的关系。

利用相图可以知道各种成分的合金在不同温度下有哪些相，各相的相对含量、成分以及温度变化时所可能发生的变化。

掌握相图的分析和使用方法，有助于了解合金的组织状态和预测合金的性能，也可按要求来研究新的合金。

在生产中，合金相图可作为制订铸造、锻造、焊接及热处理工艺的重要依据。

本章先介绍二元相图的一般知识，然后结合匀晶、共晶和包晶三种基本相图，讨论合金的凝固过程及得到的组织，使我们对合金的成分、组织与性能之间的关系有较系统的认识。

2.1 合金中的相及相图的建立在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分叫做相。

液态物质为液相，固态物质为固相。

相与相之间的转变称为相变。

在固态下，物质可以是单相的，也可以是由多相组成的。

由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金的组织。

组织是指用肉眼或显微镜所观察到的材料的微观形貌。

由不同组织构成的材料具有不同的性能。

金属材料中常见的组织金相图

金属材料中常见的组织金相图铁素体：属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布。

铁素体软而韧，硬度为30~100HB。

在碳钢中它是碳在α-Fe中的固溶体；在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。

碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。

随钢中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。

铁素体500X 轧制电工纯铁铁素体500X 退火态渗碳体是铁和碳的化合物，Fe3C，其含碳量为6.69%，在合金中形成(Fe,M)3C，渗碳体硬而脆，硬度为800HB。

在钢中常呈网络状、半网状、片状、针片状和粒状分布。

网状渗碳体200X从左往右，依次为：1、针状渗碳体200X 魏氏组织2、网状、粒状、三次渗碳体500X3、粒状渗碳体500X珠光体珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，它是钢的共析转变产物，其形态是铁素体和渗碳体彼此相间形如指纹，呈层状排列。

按碳化物分布形态又可分为片状珠光体和球状珠光体二种。

片状珠光体又可分为粗片状、中片状和细片状三种。

片状珠光体200X球状珠光体是经球化退火获得，渗碳体成球粒状分布在铁素体基体上；渗碳体球粒大小，取决于球化退火工艺，特别是冷却速度。

球状珠光体可分为粗球状、球状和细球状和点状四种珠光体球状珠光体500X魏氏组织亚共析钢加热时因过热而形成粗晶，冷却时又快，故铁素体除沿奥氏体晶界成网状析出外，还有一部分铁素体从晶界向晶内按切变机制形成并排成针状独自析出，这种分布形态的组织称为魏氏组织。

过热过共析钢冷却时渗碳体也会形成针状自晶界向晶内延伸而形成魏氏组织。

粗晶魏氏组织200X粗晶魏氏组织铁素体200X贝氏体是钢的奥氏体在珠光体转变区以下，Ms点以上的中温区转变的产物。

它也是铁素体与渗碳体两相组织的机械混合物，但形态多变，不像珠光体那样呈层状排列。

金相图分析流程

步骤效果图1．读取金相图
2．金相图灰度化
3．金相图二值画
4．金相图反相
5．晶粒轮廓提取
（在该步骤中提取晶粒轮廓，并用兰色的线
瞄出来。

一共提取到1322个晶粒）
6．计算每个晶粒的面积大小
目前可以计算出每个晶粒的面积
7．计算每个晶粒的重心
目前可以计算出每个晶粒的重心
8．对晶粒的面积进行数学处理
这个要根据曲老师的要求来设计
现在初步可以达到这个效果，接下来的关键是算法优化（主要是在第4~5之间插入优化算法），以及结果精确度的验证。

曲老师你看看能否满足您的要求？。

金相图实验报告

如图1所示，含碳量小于2.11％的合金为碳钢，含碳量大于2.11％的合金为白口铸铁。所有碳钢和白口铸铁在室温下的组织均有铁素体（Fe）和渗碳体（Fe3C）这两个基本相所组成。只是因含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量及分布形态有所不同，因而呈不同的组织形态。
图1简化后的Fe-Fe3C状态图
三、实验原理分析
（3）珠光体(P)是铁素体和渗碳体的机械混合物，其组织是共析转变的产物。由杠杆定律可以求得铁素体与渗碳体的含量比为8︰1。因此，铁素体厚，渗碳体薄。
（4）莱氏体（Ld）奥氏体和渗碳体的共晶混合物，其中奥氏体在继续冷却时析出二次渗碳体，在727℃以下分解为珠光体。
2、铁碳体合金室温下显微组织
（1）工业纯铁含碳量﹤0.0218％，其显微组织为铁素体。
（4）根据杠杆定律计算未知样品的碳含量。
②共晶白口铸铁含碳量为4.3％，其室温下的组织由单一的共晶莱氏体组成。经浸蚀后，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，如图7所示。
③过共晶白口铸铁含碳量﹥4.3％，在室温时的组织由一次渗碳体和莱氏体组成。用硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下可观察到在暗色斑点状的莱氏体基本上分布着亮白色的粗大条片状的一次渗碳体，其显微组织如图8所示。
3％～4％硝酸酒精溶液
8
共晶白口铁
莱氏体（Ld′）
3％～4％硝酸酒精溶液
9
过共晶白口铁
莱氏体（Ld′）＋一次渗碳体（FeCⅡ）
3％～4％硝酸酒精溶液
2、实验内容及步骤
（1）实验前复习讲课中的有关内容和阅读实验指导书，为实验做好理论方面的准备。
（2）在显微镜下观察和分析表3－1中铁碳合金的平衡组织，识别钢和铸铁组织形态的特征；根据Fe-Fe3C相图分析各合金的形成过程；建立成分，组织之间相互关系的概念。