常用金属材料显微组织观察共77页文档
金属材料的显微组织观察(PPT51页)
合金结构钢和滚动轴承钢热处理组织
40Cr 850 ℃淬火
合金结构钢和滚动轴承钢热处理组织
GCr15 850℃淬火
组织 M+K
B下 A’
M
高速钢热处理组织
高速钢是一种常用的高合金工具钢，例如W18Cr4V。因为它 含有大量合金元素，使铁碳相图中的E点大大左移，虽然只含 有0.7%～0.8%的碳，仍可获得莱氏体组织，所以又称为莱氏体 钢。
45钢 860℃退火
碳钢热处理组织
45钢含碳量低于0.77%，所以组织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一 部分要与渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，因此组织是铁素体+珠光 体。碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好。
45钢 860℃正火
碳钢热处理组织
正火是指：钢件加热到临 界点Ac3或Acm以上的温度， 保温一定的时间(见奥氏 体化)，然后在空气中冷 却的金属热处理工艺，广 泛应用于工业生产。
从实质上说，钢的正火是钢退火的一种特殊情况。由于正火的冷却速度比退火的冷却速度 快，所获得的珠光体片层间距较小，组织较细，因而其硬度和强度也较高。适用范围：正 火只适用于碳素钢和低、中合金钢，而不适用于高合金钢。因为高合金钢的奥氏体非常稳 定，在空气中冷却也将得到马氏体组织。对共析碳素钢来说，正火可得到索氏体组织；对 亚共析或过共析钢，正火组织中还有先共析铁素体或先共析渗碳体，但与相应的退火组织 比较，先共析相的量较少。
而3Cr13和4Cr13钢，由于含碳量高一些，耐蚀性就相对差 一些，通过淬火+低温回火（200～300℃），得到回火马氏体， 具有较高的强度和硬度（HRC达50），因此常作为工具钢使 用，制造医疗器械、刃具、热油泵轴等。
金属材料显微组织图谱
金属材料显微组织图谱(共42个图谱)图谱01、不锈钢中的位错线：图谱02、铁碳合金的室温平衡组织(0.01%C )：（纯铁的室温平衡组织）铁素体 w ww .b zf x w .c om铁素体+珠光体图谱04、铁碳合金的室温平衡组织(0.77%C )：（T8钢的室温平衡组织）珠光体w ww .b zf xw .c om珠光体+二次渗碳体图谱06、球状珠光体：（T12钢的球化退火组织）球状珠光体w ww .b zf xw .c om图谱07、灰口铸铁的组织(一)：（灰口铸铁的显微组织）铁素体+片状石墨 铁素体+珠光体+片状石墨 珠光体+片状石墨图谱08、灰口铸铁的组织(二)：铁素体和团絮状石墨w ww .b zf xw .c om图谱09、灰口铸铁的组织(三)：铁素体和球状石墨图谱10、陶瓷在室温下的组织：w ww .b zf xw .c om图谱11、W18Cr4V钢离子氮碳共渗+离子渗硫复合处理渗层组织：图谱12、共晶合金组织的形态：w ww .b zf xw .c om图谱13、亚共晶合金组织的形态：图谱14、过共晶合金组织的形态：w ww .b z f xw .c om图谱15、共析钢的室温组织：图谱16、共晶白口铸铁室温平衡组织：图谱17、亚共晶白口铸铁室温平衡组织：w ww .b zf xw .c om图谱18、过共晶白口铸铁室温平衡组织：图谱19、珠光体型组织：图1 珠光体 放大3800倍图2 索氏体 放大8000倍w w w .b z f xw .c om图3 屈氏体 放大8000倍图谱20、上贝氏体形态：图1 光学显微照片 放大500倍图2 电子显微照片 放大5000倍w ww .b zf xw .c om图谱21、下贝氏体形态：图1 光学显微照片 放大500倍图2 电子显微照片 放大12000倍图谱22、低碳马氏体的组织形态：w ww .b zf xw .c om图谱23、高碳马氏体的组织形态：图谱24、铸锭结构：(1) 细晶区； (2)柱状晶区； (3)等轴晶区w ww .b z f xw .c om图谱25、回火索氏体：图谱26、低碳钢渗碳缓冷后的显微组织：图谱27、38CrMoAl 钢氮化层的显微组织：w ww .b zf x w .c om图谱28、球墨铸铁的显微组织：图谱29、蠕墨铸铁的显微组织：图谱30、可锻铸铁的显微组织：w ww .b z f xw .c om图谱31、ZL102合金的铸态组织(一)：未变质处理图谱32、ZL102合金的铸态组织(二)：变质处理后w ww .b zf xw .c om图谱33、铜锌合金的显微组织(一)：单相黄铜图谱34、铜锌合金的显微组织(二)：双相黄铜w ww .b zf xw .c om图谱35、Ti-6Al-4V 合金时效处理后的显微组织：图谱36、GCr15钢淬火、回火后的显微组织：w w w .b zf x w .c om图谱37、ZChSnSb11-6轴承合金的显微组织：图谱38、高速钢淬火、回火后的组织：（）w ww .b z f xw .c om图谱39、钨纤维铜基复合材料中的裂纹在铜中扩展受阻：图谱40、碳纤维环氧树脂复合材料断裂时纤维断口电子扫描照片：图谱41、韧性断裂断口：（韧窝）w ww .b zf xw .c om图谱42、脆性断裂断口：（河流花样）（全文完）w ww .b zf xw .c om。
常用金属材料的显微组织观察
锡基轴承合金以元素Sn为基础，加入少量锑和铜组成的合金（WSb =11%， WCu =6%），是一种软基体硬质点类型的轴承合金。 显微组织中暗黑色的为软基体α相，是Sb在Sn中的固溶体；白色块状为硬质 点β'相，是以SbSn为基的有序固溶体；组织中亮白色针状及星形就是Cu3Sn 或Cu6Sn5化合物η '相，也其硬质点作用。
•
铸铁
铸铁
根据成分和冷 却速度不同
铁素体+石墨
铁素体+珠光体+石墨
铸铁
根据石墨的形 态、大小和分 布情况不同
灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁
珠光体+石墨
灰口铸铁HT 灰口铸铁
G F
显微组织：珠光体+铁素体+片状石墨 力学性能差 解决方法：变质处理
P
可锻铸铁
G
F
显微组织：铁素体+团絮状石墨 团絮状石墨大大减轻了石墨对基体金属的割裂作用， 因而强度高，有一定的韧性、塑性。
α
孪晶
H90
α
β’
H 62 WZn在39%～45%的黄铜具有（α和β‘）两相组织，称为双相黄铜。 双相黄铜H62的显微组织中，α相呈亮白色，β'相为黑色，是以CuZn化 合物为基的有序固溶体，在456～468℃由β转变而成性能硬而脆。
α相
β’相
H62
•轴承合金 轴承合金
β '相 η '相 α相
调质
材料名称
40Cr W18Cr4V 1Cr18Ni9Ti 灰口铁 可锻铸铁 球墨铸铁 ZL102 单相黄铜 双相黄铜
锡基轴承合金
浸蚀剂
4% 硝酸酒精溶液 4% 硝酸酒精溶液 王水溶液 4% 硝酸酒精溶液 4% 硝酸酒精溶液 4% 硝酸酒精溶液 0.5%HF 溶液 3%FeCl3 +10%HCl 3%FeCl3 +10%HCl 4% 硝酸酒精溶液
实验 常用金属材料的显微组织
5
高速钢（W18Cr4V）铸态组织
6
几种常用合金钢的显微组织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
锻造退火组织：索氏体+碳化物。
7
高速钢（W18Cr4V）锻织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
淬火组织：马氏体+碳化物+残余奥氏体。
9
高速钢（W18Cr4V）淬火组织
14
铸铁的显微组织
铸铁----白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁
灰口铸铁的组织：钢基体+石墨
1、普通灰口铸铁 2、球墨铸铁 3、可锻铸铁
15
铸铁的显微组织 1、普通灰口铸铁
---石墨呈粗片状。
16
普通灰口铸铁
17
铸铁的显微组织 2、球墨铸铁
---石墨呈球状。
18
球墨铸铁
19
铸铁的显微组织 3、可锻铸铁
2画出所观察的组织并注明材料名称处理状态浸蚀剂和放大倍数并将组织组成物名称以箭头引出标明
实验 常用金属材料的显微组织
实验目的
1、观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的
显微组织。 2、分析这些金属材料的组织和性能的关系。
1
几种常用合金钢的显微组织
1、低合金钢：合金元素总量小于5%。
---相图发生了一些变化，但其平衡状态的 显微组织与碳钢没有本质的区别。
10
几种常用合金钢的显微组织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
淬火回火组织：回火马氏体+颗粒状碳化物 +少量残余奥氏体。
11
高速钢（W18Cr4V）淬火回火组织
12
几种常用合金钢的显微组织 3、不锈钢（1Cr18Ni9）
固溶处理：1050~1100℃水冷
常用金属材料的显微组织观察共79页文档
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
66、节制使快乐增加并使享受加强。早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
常用金属材料的显微组织
03
钢铁材料的显微组织
钢的显微组织分类
铁素体
一种具有体心立方晶格 的相，在钢中通常作为
基体相。
奥氏体
一种具有面心立方晶格 的相，在钢的熔炼过程
中通常形成。
渗碳体
一种具有复杂晶格结构 的相，在钢中作为强化
相。
珠光体
由铁素体和渗碳体组成 的层状相，具有较好的
塑性和韧性。
钢材的显微组织特点
钢材的显微组织结构取决于其制造工艺，如熔炼、 轧制、热处理等。
马氏体
形状记忆合金中的马氏体是 一种有序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 变化。
奥氏体
形状记忆合金中的奥氏体是 一种无序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 恢复。
孪晶
形状记忆合金中的孪晶是一 种特殊的晶体结构，能够通 过温度变化实现形状的变化 和恢复。
06
金属材料显微组织的观察与分析方法
高温合金中的碳化物是一种硬质点，能够 提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
精密合金的显微组织
特点 精密合金是一种具有优异物理、 化学和机械性能的金属材料，其 显微组织通常包括单相、双相、 多相等结构。
多相 精密合金中的多相组织由多种晶 体结构组成，如奥氏体、铁素体 和碳化物，能够提供优异的机械 性能和耐腐蚀性能。
铝及铝合金
纯铝具有轻巧和良好的导电性， 但强度较低。铝合金通过添加镁、 锰等元素来提高其强度和耐腐蚀
性。
钛及钛合金
钛是一种轻巧、高强度的金属， 具有良好的耐腐蚀性和生物相容 性。钛合金通过添加铝、钼等元 素来进一步提高其强度和耐腐蚀
性。
特殊金属材料
不锈钢
功能金属材料
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良 好机械性能的合金钢。常见的类型包 括奥氏体、马氏体和双相不锈钢。
常用金属材料显微组织观察实验报告
常用金属材料显微组织观察实验报告- 图文常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。
2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。
1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。
GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。
图1、16Mn-淬火-x400马氏体16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。
16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。
加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。
但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。
图2、16Mn-正火-x400铁素体索氏体16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。
在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。
广泛应用于各种板材、钢管。
图3、65Mn-等温淬火-400下贝氏体65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。
特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。
但有过热敏感性和回火脆性。
常用金属材料的显微组织观察
常用金属材料的显微组织观察一、实验目的观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的显微组织；了解这些金属材料的成分、组织和性能的特点。
二、仪器与材料仪器： XJP-2A( 单目 ) 金相显微镜； XJP-3C( 双目 ) 金相显微镜；材料： 10 种常用金属材料表 1 常用金属材料的金相试样三、实验原理及教学内容1 合金钢在合金钢中，由于合金元素对相图及相变过程的影响，其显微组织比碳钢复杂得多，组成相除了合金铁素体、合金奥氏体、合金渗碳体外，还可能出现金属间化合物，其组织形态随钢种的不同而呈现出不同的特征。
根据其用途可分为：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。
• 40Cr 调质钢（合金结构钢）合金调质钢是指调质处理后的合金结构钢，调质处理后具有高强度与良好的塑性及韧性。
40表示含碳量0.4%，Cr是加入的合金元素，起着增加淬透性，使调质后的回火索氏体组织得到强化。
回火索氏体以前我们学过，是由等轴状F和粒状渗碳体构成。
40Cr调质处理（淬火后高温回火） W18Cr4V退火• W18Cr4V 高速钢（合金工具钢）高速钢是一种高合金工具钢，具有高硬度、高耐磨性和高热硬性，还具有一定的强度、韧性和塑性。
加入合金元素W提高热硬性；Cr可以提高钢的淬透性；加入合金元素V可显著提高钢的耐磨性和热硬性。
a. 铸态组织显微组织分为三个部分：晶界附近为骨骼状莱氏体共晶碳化物Fe4W2C及WC，严重地分割了基体，使钢受载时极易脆裂；晶粒外层为奥氏体分解产物—马氏体及残余奥氏体，因为它不易被浸蚀而呈亮色，常称为“白色组织”；晶粒的心部是δ共析体，为极细的共析组织，易受浸蚀而呈黑色，通常称为“黑色组织”。
b. 锻造和退火后的组织为了改善碳化物的不均匀性，生产上采用反复锻造的方法将共晶碳化物击碎使其分布均匀。
为了去除锻造内应力，清除不平衡组织，降低了硬度，改善切削加工性能，为淬火提供良好的原始组织，必须对高速钢进行退火处理。
经过860～880℃退火后，高速钢 W18Cr4V 的退火组织为较粗大的共晶碳化物颗粒及稍细的二次碳化物,分布在索氏体基体上。
金属材料的显微组织观察
观结构和性能，为优化材料性能提供依据。
02
工艺质量控制
通过对生产过程中的金属材料进行显微组织观察，可以及时发现工艺
问题并采取措施，确保产品质量稳定。
03
失效分析
当金属材料出现失效时，通过显微组织观察可以分析失效原因，例如
检测材料中的裂纹、孔洞和晶界腐蚀等缺陷。
02
金相学的基本原理
金相学的基本概念
重要性
了解金属材料的微观结构和组成对优化材料性能、提高工艺 质量和控制产品质量具有重要意义。通过对显微组织的观察 ，可以揭示材料的内部结构和缺陷，为改进工艺和研发新材 料提供依据。
显微组织观察的方法
金相磨片制备
将金属材料切割成薄片，并进行研磨、抛光和蚀刻等处理，以获得清晰的微观结构图像。
光学显微镜观察
03
金属材料的显微组织
金属材料的晶体结构
单晶结构
金属材料在原子尺度上由规则排列的原子 组成。这些原子按照一定的晶格结构排列 ，形成所谓的单晶结构。单晶结构决定了 金属材料的许多物理和机械性能。
VS
多晶结构
在大多数金属材料中，晶粒无规则地排列 在一起，形成多晶结构。这种结构会导致 材料性能的各向异性，因为不同晶粒的取 向和大小都会影响其性能。
04
金属材料显微组织的观察方法
光学显微镜观察法
适用范围
适用于观察金属材料的显微组织，如钢铁、铝合 金、铜合金等。
工作原理
利用光学原理，通过透镜将金属试样的显微组织 放大，并投影在视野中，以便观察和分析。
主要特点
操作简单，成本较低，适用于一般实验室和生产 现场。
扫描电子显微镜观察法
适用范围
适用于观察金属材料的表面微观形貌和显微组织，如钢铁、铝合 金、铜合金等。
常用金属材料的显微组织
铝及铝合金的显微组织
纯铝的显微组织
纯铝的显微组织由等轴晶粒组成，晶 界清晰，晶粒大小不均匀。
铝合金的显微组织
铝合金的显微组织由固溶体、金属化 合物和机械混合物组成，不同合金元 素对铝合金的显微组织有不同的影响 。
钛及钛合金的显微组织
纯钛的显微组织
纯钛的显微组织由等轴晶粒组成，晶界清晰，晶粒大小不均匀。
05 金属材料的热处理工艺与 显微组织的关系
退火与显微组织的关系
退火是一种金属热处理工艺，通 过加热至一定温度并保温一段时 间后缓慢冷却，使金属内部组织
结构发生变化。
退火过程中，金属内部的晶体结 构逐渐变得均匀，减少晶体缺陷 和内应力，提高金属的塑性和韧
性。
退火后的显微组织通常表现为晶 粒粗大、组织致密，不同金属材
钛合金的显微组织
钛合金的显微组织由固溶体、金属化合物和机械混合物组成，不同合金元素对钛合金的显微组织有不同的影响。
03 金属材料的相与组织转变
固态相变
相变类型
相变过程
固态相变是指金属材料在固态下发生 的相变，包括调幅分解、马氏体相变 等。
固态相变过程通常包括形核、长大和 粗化等阶段，这些阶段对金属材料的 性能和加工工艺具有重要影响。
详细描述
珠光体具有较好的塑性和韧性，同时 具有较高的强度和硬度。珠光体的形 态和分布对钢的性能有重要影响。在 显微镜下观察，珠光体的层片状结构 清晰可见。
02 有色金属材料的显微组织
铜及铜合金的显微组织
纯铜的显微组织
纯铜的显微组织由晶界和晶粒组 成，晶界清晰，晶粒大小不均匀 。
铜合金的显微组织
铜合金的显微组织由固溶体、金 属化合物和机械混合物组成，不 同合金元素对铜合金的显微组织 有不同的影响。
金属材料的显微组织观察
有色金属：铜合金
黄铜为Cu-Zn合金，常用的黄铜为α单相黄铜和α+β两相黄铜。
α相
β相
α+β两相黄铜：含锌量为 39%～45%的黄铜为α+β两相 黄铜，典型牌号有H62（即 四六黄铜）。在室温下β相 较α相硬得多，因而可用于 承受较大载荷的零件。α+β 两相黄铜可在600℃以上进 行热加工。α+β两相黄铜显 微组织：α为亮白色的固溶 体，β是CuZn为基的有序固 溶体
有色金属：铝合金
有色金属：铝合金
属二元铝-硅合金，又名硅铝明体α相
（α+Si）共晶体
未变质处理
已变质处理
图14-1 ZL102合金为未变质的显微组织
图14-2 ZL102合金为变质的显微组织
Al-Si合金变质前后的铸态组织
有色金属：铜合金
相图下部自左至右分别有αβγδεη 六个单相区，这六个相都是固相， 其中α向η相是固溶体，βγδε都是 金属化合物。液相和固相，固相 和固相之间是两相区，合金在这 些区域是两相共存。液相区的下 界限相当于不同成分合金的凝固 点，或者熔点，可以看出，液相 区的下界限从左到右逐渐降低， 也就是说，合金的含锌量越多， 合金的凝固点越低。此外，液相 区下面存在着几个液相和固相共 存的区域，也就是说，合金的凝 固不是恒温进行，结晶过程是在 一个温度范围内进行的，固—液 两相共存区域的垂直距离越大， 合金结晶的温度范围越大，这种 合金在结晶石的流动性就差一些。
45
碳钢热处理组织
钢 调 质 处 理
调质处理后，组织为均匀细小的保持马氏体位向的回火索氏体。45钢调质后的组织形 态首先取决于淬火组织（当然淬前原始组织也有影响）。因加热不足而残留在马氏体 组织中的块状铁素体，或因冷却不足而在马氏体晶界区形成的网状铁素体，均会保留 到高温回火后的索氏体组织中。同时，淬火马氏体的粗细直接影响索氏体的粗细。
(完整)参考版--常用金属材料显微组织观察-
铁素体
铁素体
索氏体体
16Mn属于低碳钢，碳含量＜0。16%,正火后组织为F+S.在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢.广泛应用于各种板材、钢管。
图3、65Mn-等温淬火-400
65Mn,锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。
特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高.但有过热敏感性和回火脆性。
应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧.
图4、等温淬火-30年凶门51—x400
嚏陵氏氏体
30CrMnSi是高强度调质结构钢。组织形貌，保持马氏体位向的回火索氏体，并出现极少量的铁素.体
高速钢的铸造状态下与亚共晶白口铸铁的组织相似。其中莱氏体由合金碳化物和马氏体或屈氏体组成.莱氏体沿晶界呈宽网状分布，莱氏体中的碳化物粗大，有骨架状，不能靠热处理消除，必须进行锻造打碎。锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和碳化物所组成的。
图11、高速钢-淬火x400
马氏体及残余奥
氏体
残余奥氏体
点状碳化物
（完整）参考版一常用金属材料显微组织观察-
特性：具有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横向的冲击韧性差。焊接性能较好，但厚度大于3rmi时，应先预热到150℃,焊后需热处理.一般调质后使用。
用途：多用于制造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子
金属材料的显微组织观察
实验结果与讨论
结果
通过对不同金属材料的显微组织观察，可以获得晶粒 大小、形态以及相组成和分布等信息。这些数据可以 用来比较不同材料的性能差异，为材料应用提供参考 。例如，粗大的晶粒通常会导致材料强度降低，而细 小的晶粒则可以提高材料的塑性和韧性。此外，相组 成和分布也会影响材料的力学性能和加工性能。例如 ，第二相强化是提高材料强度的重要手段之一，而第 二相的分布则会影响材料的韧性和塑性。
02
金属材料按化学组成分为铁、铜、铝、钛等纯金属和钢、铸铁、高温合金等金属 合金；按结构形式分为块状、片状、针状、板状和丝状等。
金属材料的性质与用途
金属材料具有高强度、可塑性、耐腐 蚀性、导电性和导热性等特性，使其 在各种领域中得到广泛应用。
例如，钢铁材料因其高强度和耐腐蚀 性被广泛应用于建筑、桥梁、船舶等 领域；铜和铝因其良好的导电性和导 热性被广泛应用于电力和电子工业。
讨论
金属材料的显微组织观察实验结果可以为材料性能研究 和优化提供基础数据支持。通过对显微组织的观察和分 析，可以深入了解金属材料的结构特点、相组成、晶粒 大小及形态等信息，为进一步研究材料的力学性能、物 理性能和加工性能等提供重要依据。同时，通过对实验 结果进行讨论和分析，可以提高学生的实践能力和专业 素养，为未来的学习和工作奠定基础。
观察内容
可以观察金属材料的晶格结构、 相组成、析出相等。
X射线衍射分析法
X射线衍射
利用X射线照射金属材料，通过分析衍射图谱推算 金属材料的晶体结构和相组成。
制样过程
对金属材料进行研磨、抛光和蚀刻，以暴露其显 微组织。
分析内容
可以分析金属材料的晶体结构和相组成。
参考版--常用金属材料显微组织观察-_图文.
常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1.观察各种常用合金钢,有色金属和铸铁的显微组织。
2.分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1.几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同,可分为三种:合金元素总量小于 5%的称为低合金钢;合金元素为 5~10%的称为中合金钢;合金元素大于 10%的称为高合金钢。
1一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素,铁碳相图发生一些变动,但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同, 差别只是在于合金元素都使 C 曲线右移 (除 Co 外 ,即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
40Cr 钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。
GCrl5钢 (轴承钢 840℃油淬低温回火试样的显微组织,与 T12钢 780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的,都得到回火马氏体+碳化物十残余奥氏体组织。
图 1、 16Mn-淬火 -x40016Mn 钢属于碳锰钢,碳的含量在 0.16%左右。
16Mn 钢的合金含量较少,焊接性良好,焊前一般不必预热。
加入合金元素锰,使 C 曲线右移,在淬火处理后,组织为马氏体组织。
但由于 16Mn 钢的淬硬倾向比低碳钢稍大,所以在低温下(如冬季露天作业或在大刚性、大厚度结构上焊接时,为防止出现冷裂纹,需采取预热措施。
1图 2、 16Mn-正火 -x40016Mn 属于低碳钢,碳含量 <0.16%,正火后组织为 F+S。
在 400倍显微镜下, 索氏体基本上不可分辨。
16Mn 钢是目前我国应用最广的低合金钢。
广泛应用于各种板材、钢管。
图 3、 65Mn-等温淬火 -40065Mn ,锰提高淬透性,但 Mn 含量过大会导致过热现象。
特性:经热处理后的综合力学性能优于碳钢, 65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比 65号钢高。
金属材料的显微组织观察
显微组织决定了金属材料的物理、化学和机械性能，如硬度、韧性、耐腐蚀性、疲劳强度等，因此对金属材料显微组织的观察和表征至关重要。
显微组织的重要性
显微组织的定义和重要性
金相显微镜观察
扫描电子显微镜观察
X射线衍射分析
金属材料显微组织的观察方法
固溶体是金属材料中溶质原子溶入溶剂晶体中形成的均匀固相，具有简单的晶体结构。固溶体显微组织的特征是成分均匀，结构简单。
金属材料的显微组织观察不仅仅是为了学术研究，还应该服务于实际应用。未来需要加强应用研究，探索如何利用显微组织观察来改善金属材料的性能和服役行为。
参考文献
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学术期刊
收集相关领域的学术期刊文章，如《金属学报》、《材料科学进展》等，以便获取最新的研究进展和学术前沿。
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参考文献的收集与整理
行业标准
收集相关领域的国内外行业标准，如GB/T 13298-2015《金属显微组织检验方法》，以确保实验结果的准确性和可比性。
固溶体显微组织
金属间化合物显微组织
复合材料显微组织
金属材料显微组织的观察实验准备
02
样品选择
选择具有典型显微组织的金属材料样品，如钢铁、铝合金等。
样品制备
将样品进行研磨、抛光、蚀刻等步骤，以暴露出其显微组织结构。
实验样品的选择和制备
设备选择
选用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等设备进行观察。
中文文献
外文文献
参考文献的引用格式与规范
参考文献的撰写示例
《金属学报》2021年第47卷第5期，P123~P128，(引用日期为2021年5月15日)
中文文献示例
实验五、常用金属材料组织观察及分析
实验五、常用金属材料组织观察及分析一、实验目的：1、观察及研究常用的几种合金材料的显微组织的特征。
2、了解及掌握它们铸造、加工、热处理状态下组织及性能之间的关系。
二、实验说明：这里主要介绍铸铁、合金钢、铜合金、铝合金及轴承合金，它们的应用也较广泛有必要进行深度的了解。
三、实验内容：（一）铸铁1、白口铸铁：白口铸铁的碳以结合态（渗碳体的形式）存在，断口呈银白色。
其组织特征是没有石墨而有莱氏体组织。
根据含碳量可将白口铸铁分为亚共晶、共晶、过共晶白口铸铁。
（1）亚共晶白口铸铁：含碳量大于2.06，小于4.30%的白口铸铁称为亚共晶白口铸铁，其显微组织含有由初生树枝状的奥氏体转变成的珠光体、共晶莱氏体及二次渗碳体。
再显微镜下看到的暗黑色树枝状的为珠光体，白底上分布细小暗黑色的散粒状的为莱氏体，而二次渗碳体则与莱氏体中的渗碳体相互混杂，而难于分辨。
（2）、共晶白口铸铁：含碳量等于4.30%的白口铸铁称为共晶白口铸铁，其显微组织为100%的莱氏体，它是渗碳体与珠光体的机械混合物，其中黑色细点状或短条状是珠光体，而白色的基体为渗碳体。
（3）、过晶白口铸铁：含碳量大于4.30%的白口铸铁称为过共晶白口铸铁，其显微组织由一次渗碳体和莱氏体组成。
其中粗大的白亮条状为一次渗碳体，白底上分布细小暗黑色的散粒状的为莱氏体。
2、灰口铸铁：灰口铸铁中的碳以游离状态（石墨）存在，断口呈灰色。
其组织由金属基体和无方向分布的片状石墨组成。
金属基体可以是铁素体、珠光体及珠光体加铁素体的混合基体三种。
石墨在未经浸蚀的试样即可观察到，而基体则需用2—4%的硝酸酒精浸蚀才能识别。
3、麻口铸铁：铸铁在结晶过程，由于受到冷却条件的影响，使其具有灰口铸铁和白口铸铁的组织特征，其组织中具有石墨又有莱氏体。
4、球墨铸铁：球墨铸铁中的碳同样以游离状态存在，但石墨呈球状分布，组织是由金属基体和球状石墨组成。
金属基体同样是铁素体、珠光体及铁素体加珠光体的混合基体三种。
金属材料显微组织图谱
金属材料显微组织图谱(共42个图谱)图谱01、不锈钢中的位错线：图谱02、铁碳合金的室温平衡组织(0.01%C )：（纯铁的室温平衡组织）铁素体 w ww .b zf x w .c om铁素体+珠光体图谱04、铁碳合金的室温平衡组织(0.77%C )：（T8钢的室温平衡组织）珠光体w ww .b zf xw .c om珠光体+二次渗碳体图谱06、球状珠光体：（T12钢的球化退火组织）球状珠光体w ww .b zf xw .c om图谱07、灰口铸铁的组织(一)：（灰口铸铁的显微组织）铁素体+片状石墨 铁素体+珠光体+片状石墨 珠光体+片状石墨图谱08、灰口铸铁的组织(二)：铁素体和团絮状石墨w ww .b zf xw .c om图谱09、灰口铸铁的组织(三)：铁素体和球状石墨图谱10、陶瓷在室温下的组织：w ww .b zf xw .c om图谱11、W18Cr4V钢离子氮碳共渗+离子渗硫复合处理渗层组织：图谱12、共晶合金组织的形态：w ww .b zf xw .c om图谱13、亚共晶合金组织的形态：图谱14、过共晶合金组织的形态：w ww .b z f xw .c om图谱15、共析钢的室温组织：图谱16、共晶白口铸铁室温平衡组织：图谱17、亚共晶白口铸铁室温平衡组织：w ww .b zf xw .c om图谱18、过共晶白口铸铁室温平衡组织：图谱19、珠光体型组织：图1 珠光体 放大3800倍图2 索氏体 放大8000倍w w w .b z f xw .c om图3 屈氏体 放大8000倍图谱20、上贝氏体形态：图1 光学显微照片 放大500倍图2 电子显微照片 放大5000倍w ww .b zf xw .c om图谱21、下贝氏体形态：图1 光学显微照片 放大500倍图2 电子显微照片 放大12000倍图谱22、低碳马氏体的组织形态：w ww .b zf xw .c om图谱23、高碳马氏体的组织形态：图谱24、铸锭结构：(1) 细晶区； (2)柱状晶区； (3)等轴晶区w ww .b z f xw .c om图谱25、回火索氏体：图谱26、低碳钢渗碳缓冷后的显微组织：图谱27、38CrMoAl 钢氮化层的显微组织：w ww .b zf x w .c om图谱28、球墨铸铁的显微组织：图谱29、蠕墨铸铁的显微组织：图谱30、可锻铸铁的显微组织：w ww .b z f xw .c om图谱31、ZL102合金的铸态组织(一)：未变质处理图谱32、ZL102合金的铸态组织(二)：变质处理后w ww .b zf xw .c om图谱33、铜锌合金的显微组织(一)：单相黄铜图谱34、铜锌合金的显微组织(二)：双相黄铜w ww .b zf xw .c om图谱35、Ti-6Al-4V 合金时效处理后的显微组织：图谱36、GCr15钢淬火、回火后的显微组织：w w w .b zf x w .c om图谱37、ZChSnSb11-6轴承合金的显微组织：图谱38、高速钢淬火、回火后的组织：（）w ww .b z f xw .c om图谱39、钨纤维铜基复合材料中的裂纹在铜中扩展受阻：图谱40、碳纤维环氧树脂复合材料断裂时纤维断口电子扫描照片：图谱41、韧性断裂断口：（韧窝）w ww .b zf xw .c om图谱42、脆性断裂断口：（河流花样）（全文完）w ww .b zf xw .c om。