很不错的入门教程：金属的低倍组织缺陷分析
金属的低倍组织的缺陷分析
学院：材料与冶金学院专业：材料科学与工程班级：材料082
姓名
罗宽
学号
080802110096
实验组
4
实验时间
指导教师
张忠全
成绩
实验项目名称
金属的低倍组织缺陷分析
实验目的
（一）研究浇铸条件对铸锭宏观组织的影响。
（二）认识钢坯和铸锭的典型低倍缺陷。
（三）了解非金属夹杂物的鉴别方法及特征。
凝固时枝晶间隙得不到液体寂充，形成的显微缩孔
方框偏析
方框形暗色条带
原钢锭为方形，凝固时杂质被推向柱状晶的前沿，聚焦在与中心等轴晶相遇处，酸蚀后出现腐蚀较深的方框区域
皮下气泡
靠近表皮呈圆或椭圆形光滑孔洞，热加工后呈垂直表面的裂纹
浇铸条件不良，如锭模涂料中的水分与钢液作用产生气体形成表皮层所泡
白点
在横向酸蚀试样上为细和三发丝状裂纹，无次序分布。在纵向断口上呈银亮色白斑
钢中氢原子析出并聚集成氢分子，产生巨大压力，使钢低温相变时开裂
缩孔残余
中心树根状孔洞
缩孔未切除干净
（三）非金属夹杂分析
金属材料中的非金属夹杂物、不仅降低零件的性能，还会导致灾难性事故，故应严加控制和检查。
对一些已知特征的非金属夹杂，如纯钢中的氧化铜夹杂，钢中的氧化物、硫化物，氮化物等，可用常规金相方法来辨别；对那些难以在昔通光学显微镜下鉴别的未知夹杂物，还需采用其它研究手段，如电子探针，透射电镜、X射线铅构分析以及二次离子质谱仪(SIMS)等来确定其组成和结构。
实验总结
钢坯的典型低倍缺陷，为控制钢材质量，铸锭开坯后，需对成材前的钢坯按国家标准进行低倍组织检验，并对缺陷进行评级。常见的低倍缺陷有：疏松、方框偏析、蜂窝气泡、白点及缩孔残余等。对一些已知特征的非金属夹杂，如纯钢中的氧化铜夹杂，钢中的氧化物、硫化物，氮化物等，可用常规金相方法来辨别；对那些难以在昔通光学显微镜下鉴别的未知夹杂物，还需采用其它研究手段。
铝棒切片泡低倍问题分析
铝棒切片泡低倍问题分析
篇一：
铝合金铸锭的低倍缺陷主要有：1偏析层厚度：偏析不可避免，只能在按有关标准（国标，行标）进行程度控制及判定2化合物聚集偏析除5A055A06合金（也有特殊要求），其他不允许有化合物偏析聚集3夹杂（夹渣）4光亮晶粒5花边（粗大的孪晶）6裂纹7气孔8晶粒度（不大于4级）9疏松（不大于2级）
篇二：
1.铝棒弯曲扭拧、波浪
由于模孔设计不合理，挤压速度过快，模孔润滑不适当，导路不合适或未安装导路等原因引起。
2.起泡与起皮
由于挤压筒内径磨损超差，挤压垫与筒间隙过大；挤压筒和挤压垫粘有油污水分等；锭坯表面有气孔、砂眼、油污且锭坯表面过于粗糙；挤压筒温度和锭坯温度过高，填充过快；挤压时模具抹油等原因引起。
试论钢的低倍组织缺陷识别及消除方法
分的不同 ． 在 经 侵 蚀 的 低 倍 切 片 上 很 容 易 将 它 们 与基 体 金 属
和其他缺陷加以区别。 其产生原 因： 一 是在 冶炼 高 合 金 钢 时 ，
的上 部 及 中部 ． 这些 地 方 集 中 了较 多 的 杂质 和气 体 造 成 的 孑 Ｌ
隙． 切 片经 酸 侵 后 这 些 杂 质 和 孔 隙 为 酸 液 溶 解 和 侵 蚀 ． 扩 大
成 许 多洞 穴 。 在横向切片上 ， 如 果 疏 松 分 布 在 整 个截 面上 ， 我
们 称 之 为一 般 疏 松 ： 如果 集 中在 钢 材 中 心相 当 于 钢 锭 最 后 结
期合理脱氧外 ， 目前 普 遍 采 用 的 真 空 熔 炼 、 钢 液 的 真 空 处 理 等 炉 外 精 炼技 术 都 有 显 著 效 果
５ ． 白 点 钢 中 白点是 在 试 样 纵 向断 口上 呈 现 出银 白色 的
椭 圆斑 点 ． 而在 被 磨 光 并 酸 侵 的横 向切 片上 则 为 细 长 而 平 直
响 主 要 表 现在 降低 疲 劳 强 度 ． 容易造成产品缺 １ ２ １ 和 应 力 集 中 而 引 起 疲 劳 裂纹 导 致 零 件 过 早 作 废 另 外 对 钢 的 热 处 理 性 能、 焊 接 性 能 和 耐 腐 蚀性 能 均 有 不 利 影 响 。消 除 夹 杂 物 的措
施 除 了传 统 的 洁 净 炉 料 、 炉衬和在 氧化期加速 脱碳 、 在 还 原
导 宏 观 检 验 的 笔 者 对 常见 的钢 的低 倍 组 织 缺 陷 的 识 别 、 产
低倍组织检验
碳和合金元素偏析： 会使钢的淬透性下 降，造成零件热处理 后的组织和硬度 不均匀，而且容易 产生淬火裂纹。
白点
在含镍、铬、锰等合金元素的钢材或零件的纵向断口上出现 的表面光滑的、形状近似圆形或椭圆形的银白色斑点，同 时在经酸洗后的横向截面中心和其附近区域呈现短小的、 不连续的，一般呈辐射状分布的发丝状裂纹被称为白点。
一般疏松
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引起。
与钢锭的冷 凝速度有着 很大的关系
疏松
一般疏松
冷凝较快，分散分布
中心疏松
冷凝较慢，中心分布
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疏松
危害
容易引起锈蚀
降低致密性
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偏析
偏析是指在钢中化学成分的不均匀性
钢锭在凝固过程中，由于钢中的 合金元素(如碳、氮、镍、铬) 和杂质元素(如硫、磷等)的
发纹的最大长度
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样品制备
取样部位：检验目的不同，选取部位不同。
检验钢材表面缺陷：选取钢材和零件的外表面； 检验钢材质量：钢材的两端，钢锭的头部； 失效分析：缺陷处取样。 横向试样厚度：20mm 表面粗糙度：不大于1.6um。
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热酸蚀试剂和试验规范
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主要操作步骤
样品制备
加热酸洗
冲洗吹干
缺陷评定
适用于16-150mm的试样； 取3个试样； 操作方法：试样表面按GB/T226-1991规定，用肉 眼观察并记录每个阶梯的整个表面上发纹的数量、 长度和分布。
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塔形试样尺寸
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检测结果描述
材质、编号 发纹显示方法（酸蚀或磁力探伤）
要点
每个阶梯发纹条数和总长度
每个试样发纹总条数和总长度
低倍组织检验课件
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1
目录
• 一、低倍缺陷分类及产生原因 二、低倍组织分析及注意事项
三、发纹及塔形试验
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2
钢中常见的低倍缺陷
翻皮
疏松
气泡
低倍缺陷
缩孔残余
白点
显微孔隙
偏析
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3
疏松
• 钢锭在冷凝过程中由于体积收缩或其它原因所引 起的细小孔隙被称为疏松。 疏松
一般疏松
大量的非金属夹杂物及氧化脱碳现象 。
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残余缩孔
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残余缩孔
滚子心部的残余缩孔
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目录
• 一、低倍缺陷分类及产生原因 二、低倍组织分析及注意事项 三、发纹及塔形试验
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主要应用标准
• GB/T226-91«钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法»
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发纹
• 定 义：发纹是一种存在于钢材表面或表皮下层看 似细小裂纹状的缺陷 。主要存在偏析区。
形成原因：是在钢锭中的皮下气泡和非金属夹杂物， 经轧制变形后存在于材料的表层或表皮下层，沿轧制方 向呈断续的分布，有的单独一条，有的数条。
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发纹
•危 害
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肉眼观察并记录每个阶梯的整个表面上发纹的数 量、长度和分布。
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塔形试样尺寸
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检测结果描述
材质、编号 发纹显示方法（酸蚀或磁力探伤）
要点
每个阶梯发纹条数和总长度
每个试样发纹总条数和总长度
金属的低倍组织缺陷分析
贵州大学实验报告（小三号，加黑）
学院：材料与冶金专业：材料科学与工程班级：材料081
图5-1 不同浇铸条件下铝锭的宏观组织
℃浇铸，3mm厚铁模 b）800℃浇铸，10mm厚铁模 c）680℃浇铸，100mm厚铁模加硅铁粉
图5-2 钢中常见的低倍缺陷
a）一般疏松 b）方框偏析 c）皮下气泡 d）白点 e）缩孔残余
次消光和发亮现象。
对于
透明的，各向同性的球形夹物，
SiO 2，在明场下呈深灰 图5-3 钢中的非金属夹杂
Al 2O 3 b ）MnS c ）TiN d ）玻璃质SiO 2明场下光环特征 e ）玻璃质SiO 2，偏
图5-4 偏振光装置示意图
几种非金属夹杂物的特征
暗场偏振光
，不规则外形小颗粒成群分布，透明、淡黄色透明，弱各向异性
注：各学院可根据教学需要对以上栏目进行增减。
表格内容可根据内容扩充。
钢的常见低倍缺陷
钢的常见低倍缺陷第四章热酸浸试验设备及其操作2Cr13不锈钢试样的宏观缺陷，在未浸蚀之前，除了个别的、十分明显的缺陷，如缩孔、孔洞等外，都很难用肉眼发现和分辨，必须进行热酸浸。
当制备好的试样，在热酸的浸蚀下，它们的各个部分、各个区域以不同的速度与浸蚀剂发生作用；表面缺陷、偏析区域、夹杂物等，被浸蚀剂有选择地浸蚀，出现了明显的浸蚀特征，如黑色小点、暗斑、条痕、微孔；金属的不均匀性，也由于浸蚀速度的不同而出现受蚀程度上的差异，出现高低不平和深浅不同的灰暗颜色。
正是通过这些看得见的特征，使我们能够对缺陷和材质进行鉴别、判断和评定。
4．1试验设备4.1.1酸洗槽用作盛酸和浸蚀试样的容器，常用的有塑料槽，铅槽，花岗石槽以及各种耐酸瓷盆等，可根据不同的生产条件、检测批量而选择酸洗槽。
4.1.2 加热设备用来加热酸浸液和试样，常用的有蒸气加热和点加热设备。
点加热中又有电阻丝加热和电极加热两种。
4.1.3 抽风设备主要用来防止酸蒸气危害操作人员身体健康，在冶金企业和经常要进行热酸浸试验的厂矿里，在酸洗槽上必须要加上抽风罩或配备其它抽风设施。
4.1.4 吹风设备酸浸试样洗净后，必须立即吹干，否则试样表面会很快锈蚀，或者留下一些水迹和其它痕迹从而造成假象，影响对缺陷的判别和评定。
一般常采用小型鼓风机，压缩空气或电吹风等。
4．2影响因素要想获得一个浸蚀适度的检验表面，主要取决于试样表面的光洁度和清洁度、浸蚀液的成分、热浸蚀的温度、浸蚀时间等因素。
这里将就其中三个因素略加说明。
4.2.1浸蚀液的选择任何浸蚀液都必须具备能把试样的组织和缺陷清晰正确地显现出来的能力。
另外，我们还希望浸蚀液配制简单，成分稳定、挥发性小、刺激性和毒性小等特点。
对钢而言，最常用的浸蚀液是1：1的盐酸溶液。
它能够很容易地、很清晰地使钢中的宏观缺陷显现，而且又便宜，易于得到，是一种较理想的浸蚀液。
它的主要缺点是挥发性仍较严重，必须配备抽风设备。
对于铁素体型、奥氏体型不锈耐热钢及高电阻合金，不能采用盐酸水溶液，因为这些材料耐腐蚀，通常采用的是：HCl 5ml、HNO3 0.5ml、K2Cr2O7 250g、H2O 5ml。
低倍组织检验分析
酸浸装置：常用的酸洗槽有，铅槽、玻璃钢槽、塑料槽、华岗石槽以及瓷盆或 烧杯等。瓷盆或烧杯不建议使用。二者都均易坏漏和破碎。有不安全隐患。
加热体：根据所用的容器可采用相应的加热体，如蒸汽、电热石英管、电炉等。 刷 子：将腐蚀后的试样用毛刷将试样表面的沉积物刷去。 吹风机：将刷洗清洗的试样用吹风即吹干。
a、热切时不小于20mm； b、冷切时不小于10mm； c、烧割时不小于40mm 热酸浸试样表面粗糙度应不大于Ra1.6μm，冷酸浸蚀试样表面粗糙度不 大于Ra0.8μm。 试样尺寸： 棒材：试样厚度一般为20mm，试样面垂直于钢材（坯）的延伸方向。 钢板：低倍试面的尺寸一般长为250mm
20mm
排风设备酸洗装置及酸洗必备工具
样表面的铜层，后用水冲净。
（1）不锈钢表层有一层黑色可用不锈钢洗液刷洗，用5%重铬酸钾 清洗不锈钢和结
＋10％硫酸水溶液
构钢溶液
H2So4 1升 ＋K2Cr2O7 500克＋H2O10升 （2）结构钢用10%硝酸水溶液刷擦
酸洗过程注意事项： 试样酸浸前，应将试样面上的油污洗净，去污时可采用去污粉。当
酸浸试样到了预期腐蚀程度后，将试样从酸洗容器中取出，然后用毛刷 将试样表面上的腐蚀产物在热水洗下刷洗后将试样吹干。
当酸浸试样为不锈钢时，酸浸后将试样从酸池中取出用清水冲净， 然后用不锈钢清洗液将表面黑色沉淀物刷洗干净后将试样吹干。
如果试样腐蚀过深，必需将试样重新进行加工，除去1mm，在进行酸浸 试验。
钢与合金
碳素结构钢，合金 钢
合金钢
硝酸60 mL，盐酸200 mL，氯化高铁，过硫酸铵，水50 mL
0Cr18Ni9低倍酸洗缺陷分析
0Cr18Ni9低倍酸洗缺陷分析天志金属材料有限公司技术部一.概况；经横低倍酸浸后发现酸浸面上有花斑缺陷，为查清其实质现象在该区域取高倍金相分析。
二．低倍观察见照片1、2经酸浸后横向低倍上可见到黑糊糊(不同方向又显白斑斑)枝晶状形态。
三，高倍金相观察见照片3、4、5、6、7、8未腐蚀：显现枝晶状疏松空隙，空隙内有夹杂物。
已腐蚀：显现枝晶状疏松孔隙内的夹杂物已脱落。
四，分析；经上述金相观察0Cr18Ni9横向低倍酸洗的异常缺陷疑是枝晶间的成分偏析和疏松。
照片1 宏观照片2 宏观照片3 枝晶间（未腐蚀）50X照片4 枝晶间（已腐蚀）50X照片5 枝晶间孔隙500X照片6 孔隙内夹杂1000X照片7 孔隙内夹杂1000X照片8 孔隙内夹杂脱落500X天志金属材料有限公司主营以下特种镍基合金产品:毛细管:可伐合金毛细管（4J29、4J50、4J42、4J36）、无氧铜毛细管、纯镍毛细管软磁合金：1J50、1J79、1J85、1J22高温合金: GH4169、GH2132、GH4145、Inconel 718、GH3030、GH3044、GH3039 精密合金：4J36、4J29、4J33、4J32、4J42、4J50、4J34热喷涂丝:镍铝合金丝Ni95Al5、Inconel 625、ERNiCrMo-3、Cr43Ni55Ti、45ct、ERNiCrMo-4耐蚀合金: Incoloy800、Inconel x750、Inconel 600、Inconel 625、Monel400合金、哈氏合金C276镍铜合金：蒙乃尔400，蒙乃尔K500 等。
特种不锈钢：304，316，0Cr17Ni7Al，PH13-8Mo，MP35N。
管材:可伐合金管、膨胀合金管、高温合金管、耐腐蚀合金管主营:带材、板材、毛细管、棒材、管材、微型丝。
钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法钢是一种重要的金属材料，其质量的检测是至关重要的。
钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法是一种常用的检验方法，本文将对此进行介绍。
一、钢的低倍组织1.1 定义钢的低倍组织是指在低放大倍数下，通过金相显微镜观察钢的结构。
低倍组织的检测可以帮助检测钢中的缺陷和不均匀性。
1.2 方法低倍组织检测主要包括样品制备、显微镜观察、图像处理等步骤。
首先，从钢制品中取出样品，并进行取样和打磨等处理。
随后，通过金相显微镜观察样品结构，并进行图像处理，以得到更清晰的结构图像。
1.3 应用低倍组织检测广泛应用于钢的制造、加工和检验等方面。
通过低倍组织检测，可以检测钢中的缺陷和不均匀性，保证钢的质量和性能。
二、缺陷酸蚀检验法2.1 定义缺陷酸蚀检验法是一种常用的钢质量检测方法，它通过酸蚀作用，检测钢中的微小缺陷，如裂纹、气孔、夹杂等。
2.2 方法缺陷酸蚀检验主要包括样品制备、酸蚀处理、显微镜观察等步骤。
首先，从钢制品中取出样品，并进行取样和打磨等处理。
然后，将样品放置在蚀剂中进行酸蚀处理，最后通过显微镜观察样品结构，检测缺陷。
2.3 应用缺陷酸蚀检验法广泛应用于钢的质量检测中。
该方法能够精确地检测钢中微小的缺陷，保证钢制品的质量和安全性。
三、总结钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法是一种重要的钢质量检测方法。
通过低倍组织检测和缺陷酸蚀检验，我们可以检测钢中的缺陷和不均匀性，保证钢的性能和质量。
这些方法在钢制品的制造、加工和检验等方面都得到了广泛应用，对提高钢制品的质量和安全性具有重要意义。
铝合金低倍组织检验方法
铝合金低倍组织检验方法一、铸锭的低倍组织检验低倍组织检验是用肉眼或借用于放大镜(8～10倍以下)来观察铝及铝合金其浸蚀面和断口的宏观组织及缺陷的一种检测方法。
低倍检验所需设备简单，操作简便迅速，结果直观，易于掌握。
它是鉴定制品品质的一种重要方法，也是研究铝及铝合金铸造、加工工艺以及对制品进行品质分析时普遍采用的一种手段。
铝合金铸锭的低倍组织检验可参考国家标准GB/T3246.2《变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法》进行检验。
1．1试片的切取和加工生产检验中，低倍浸蚀试片要取自制品最容易产生各种缺陷的部位。
研究用的低倍浸蚀试片要选自需要研究的有代表性的部位。
试片的数量应根据检验目的及要求来确定。
检验半连续铸锭的试片，应从切去头尾后的铸锭的两端部位切取，试片切取的厚度一般为l5～30m m，试片通常采用锯切和剪切等方法切取。
试片检验面的光洁度应根据检验目的、技术以及浸蚀剂的浸蚀强烈程度而定。
铸锭的试片车光即可，必要时也可以用细砂纸磨光。
试片检验面的加工表面粗糙度应达到Ra l.6μm，要保证试片检验面的清洁，不应有油污、脏物和机械划伤。
1．2试片浸蚀铝及铝合金中的组织不均匀和组织缺陷之所以能够用浸蚀方法来显示，是因为它们以不同的速度与浸蚀剂起作用而使试片观察面上呈现浮雕现象，从而显现了如粗晶区、光晶区、白斑、金属化合物等组织缺陷。
有些缺陷在浸蚀前如气孔、疏松等，容易和其他部分连接在一起，有些缺陷尺寸非常小，它们很难用肉眼予以鉴别，需要借助浸蚀的方法使其在尺寸上相应的被扩大些，达到肉眼可见的程度，将其清晰的显示出来。
试片检验面的组织及缺陷显示程度主要取决于：浸蚀剂的成分、温度、浸蚀时间及检验面的光洁度等。
低倍组织检验对浸蚀剂的要求是：能清晰正确的显示组织及缺陷；成分简单，配制方便；成本低；在使用过程中成分稳定；操作时所产生的气体少而无害。
铝及铝合金铸锭常用的浸蚀剂是8%～l2%的氢氧化钠溶液。
在显示软合金制品的晶粒度时，使用的浸蚀剂是成分为5m L氢。
钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
钢是一种广泛应用的金属材料，其性能的好坏直接影响到使用效果。
因此，对钢材的质量检验显得尤为重要。
其中，低倍组织及缺陷酸蚀检验法是一种常用的检验方法。
低倍组织检验是通过显微镜观察钢材的组织结构来判断其质量。
在低倍显微镜下，可以清晰地观察到钢材的晶粒大小、形状、分布等信息。
一般来说，晶粒越细，钢材的强度和韧性就越好。
因此，低倍组织检验可以帮助我们判断钢材的强度和韧性是否符合要求。
缺陷酸蚀检验法是一种通过酸蚀处理来检测钢材表面缺陷的方法。
在酸蚀液中，钢材表面的缺陷会被腐蚀出来，形成明显的凹陷或凸起。
通过观察这些缺陷，可以判断钢材表面是否存在裂纹、气孔、夹杂等缺陷。
这些缺陷会影响钢材的强度和韧性，因此缺陷酸蚀检验可以帮助我们判断钢材的质量是否合格。
需要注意的是，低倍组织及缺陷酸蚀检验法只能检测钢材表面和断口的缺陷，对于内部缺陷无法检测。
因此，在实际应用中，还需要结合其他检验方法，如超声波检测、X射线检测等，来全面评估钢材的质量。
低倍组织及缺陷酸蚀检验法是一种常用的钢材质量检验方法，可以帮助我们判断钢材的强度、韧性和表面缺陷情况。
在实际应用中，需要结合其他检验方法，来全面评估钢材的质量。
钢管等钢材的钢的低倍组织缺陷识别及解决方法
钢管等钢材的钢的低倍组织缺陷识别及解决方法钢管等钢材的钢的低倍组织缺陷识别及解决方法借助肉眼或借助低倍放大镜，可以观察到棒料、盘条及坯料上存在的疏松、偏析、气泡和缩孔残余、夹杂、白点等明显缺陷，把这种宏观检查出的缺陷称之为钢的低倍组织缺陷。
目前钢材的质量检查和判定，尽管有先进的仪器设备和方法，但因为低倍组织缺陷检查的简单和直接，依然在生产实践中被广泛应用。
最新颁布的新国标GB/T226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》和GB/T1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》等就是用来指导宏观检验的。
以下对常见钢的低倍组织缺陷的识别、产生原因、对钢的性能影响及消除方法进行粗浅地阐述。
1.疏松。
疏松是钢在致密性方面的缺陷。
一般发生在钢锭的上部及中部，这些地方集中了较多的杂质和气体造成的孔隙，试样经酸浸后这些杂质和孔隙为酸液溶解和侵蚀，扩大成许多洞穴。
在横向试样上，如果疏松分布在整个截面上，称之为一般疏松；如果集中在钢材中心相当于钢锭最后结晶的等轴晶区，称之为中心疏松。
形成疏松的主要原因是钢中的低熔点杂质和气体。
在形成钢液过程中，由于体积收缩和气体析出会形成树枝状的晶间空隙和显微孔隙，如果钢液中的杂质聚积在其中，而未被钢液填充，则造成组织的不致密性。
防止钢材产生严重疏松的办法，主要是要减少钢中的杂质和气体。
2.偏析。
偏析是钢在均匀性方面的缺陷，在碳素结构钢和合金钢中均可见到。
钢的试样经酸浸后的偏析一般有树枝状、方框型、点状偏析，当今随着冶炼技术的提高，点状偏析已极少发现。
树枝状偏析多数情况是浇注温度过高和冷却缓慢所致。
在钢液凝固结晶过程中，首先形成树枝状晶轴。
然后在一次晶轴上沿一定角度长出二次晶轴，再派生出三次、四次形同树枝状的晶轴，液体逐渐占据枝晶空隙填满到结晶结束，于是就构成了树枝状晶轴与晶粒之间成分的不均匀性。
当树枝状偏析非常严重时，会严重恶化钢的机械性能。
方框型偏析与碳的偏析产生铁素体和珠光体多少有关，由于铸锭结晶时，在柱状晶的末端与锭心等轴晶区之间聚积较多杂质和孔隙而形成。
低倍组织检验 ppt课件
工，磨去腐蚀层。
低倍组织检验
要点：材质、炉号（编号），酸洗温度，试验方法， 评定标准，缺陷名称，评定级别，不允许缺陷等。
低倍组织检验
一、低倍缺陷分类及产生原因 二、低倍组织分析及注意事项 三、发纹及塔形试验
取样部位：检验目的不同，选取部位不同。
检验钢材表面缺陷：选取钢材和零件的外表面； 检验钢材质量：钢材的两端，钢锭的头部； 失效分析：缺陷处取样。
横向试样厚度：20mm
表面粗糙度：不大于1.6um。
低倍组织检验
低倍组织检验
样品制备
加热酸洗
冲洗吹干
缺陷评定
低倍组织检验
低倍组织检验
1、试样粗糙度要保证，不得有油污和加工伤痕； 2、酸洗时温度和时间要适宜； 3、清洗时试样表面的腐蚀产物要刷干净，用热水喷淋后立
低倍组织检验
定义:钢锭在浇铸后的冷凝过程中，由于体积的收缩 而在钢锭的中心上部形成管状、喇叭状或分散孔洞， 称为缩孔 。
钢材的横向截面，在低倍试样上可以观察到有不规则的裂 口 或孔洞,沿孔洞纵向制备金相试样,可以看到在孔洞的周围 有 大量的非金属夹杂物及氧化脱碳现象 。
低倍组织检验
低倍组织检验
后的组织和硬度 不均匀，而且容易 产生淬火裂纹。
低倍组织检验
在含镍、铬、锰等合金元素的钢材或零件的纵向断口上出现 的表面光滑的、形状近似圆形或椭圆形的银白色斑点，同 时在经酸洗后的横向截面中心和其附近区域呈现短小的、 不连续的，一般呈辐射状分布的发丝状裂纹被称为白点。
低倍组织检验
低倍组织检验
大型套圈中的白点裂纹（横截面及其纵截面）
(完整版)(整理)钢的低倍组织及缺陷评级图标准的探讨
表1
名 称
尺寸,mm
合格级别不大于
中心疏松
≤120
1
一般疏松
≤120
1
偏 析
≤120
1
2.7GB3086-82高碳铬不锈轴承钢技术条件
该标准由大连钢厂起草,中华人民共和国冶金工业部提出,国家标准总局批准,1982-05-01发布,1983-03-01实施。
2.5GB1299-85合金工具钢技术条件
该标准由首钢特殊钢公司负责起草,中华人民共和国冶金工业部提出,国家标准局发布,1986-06-01实施。
本文中3.4.2有如下规定:根据需方要求,经供需双方协议并于合同中注明,交货状态钢材可检验酸浸低倍组织。在酸浸低倍试片上不得有肉眼可见的缩孔、夹杂、分层、裂纹、气泡及白点。中心疏松及锭塑偏析,按第四级别图评定。其合格级别按双方协议。
2.4YB/T4003-1997连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图
该标准1997年12月1日实施。笔者目前尚未拥有该标准,故不能作较详细介绍。
YB/T4003-1997连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图代替YB4003-91连铸钢板坯缺陷硫印评级图,这个标准(YB4003-91)系由冶金部武汉钢铁公司、北京钢铁研究总院负责起草,中华人民共和国冶金工业部提出并于1991-05-04发布,1992-01-01实施。
2.2GB1979-80结构钢低倍组织缺陷评级图
该标准由抚顺钢厂、北京钢铁研究总院、太钢、上钢五厂起草,中华人民共和国冶金工业部提出,国家标准总局发布,1981年5月1日实施。GB1979-80标准实施之日起,YB49-64标准作废。
钢的低倍检验 ppt课件
定可根据GB/T1979-2001标准评级图片进行。该标准是指导性的，适 用于各类钢。下面简要的叙述一些常见组织和缺陷在酸蚀试样上的特 征。
疏松的 危害
容易引 起锈蚀
影响力 学性能
降低钢 的致密 性
硫偏析
磷偏析
碳和合金元素偏析
锻造或轧制时引 起热脆而开裂
会造成冷脆，并促 进钢的回火脆性
钢的淬透行下降， 造成组织和硬度不 均匀，容易产生淬 火裂纹
缺陷样品照片展示
21
灰色部分为板坯横向取样部分，可观察整个横截面缺陷
以下为我公司低倍试样加工设备：低倍铣磨床
3.试验方法
冷酸浸蚀试验法是检查钢的宏观组织和缺陷的一种简易方法。是采用
室温下的酸溶液浸蚀和擦蚀样面，以显示试样的缺陷。通常对于不使 用热酸浸蚀的钢材或工件（例如工件已加工好，不便切开，又不得损 坏工件的表面粗糙度），以及有些组织缺陷用热酸不易显现，有些不 锈钢用热盐酸不易腐蚀时，均可用冷酸浸蚀法进行试验。进行冷酸浸 蚀试验时，对试样浸蚀面的粗糙度要求较高，最好经过研磨和抛光， 国标中规定加工后试样表面粗糙度不大于0.8μm，试样表面不得有油 污和加工伤痕。
加工后试样表面：
4.常见宏观组织和缺陷
宏观组织及缺陷包括一般疏松、中心疏松、锭型偏析、白亮带、中心
偏析、帽口偏析、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂缝 （角裂、三角区裂纹）、内部气泡、非金属夹杂物（肉眼可见）及夹 渣、异金属夹杂等15种。在生产过程中还会出现过热（晶粒粗大）和 过烧组织，以及边缘和中心增碳等缺陷。
钢的低倍组织检验
1
低倍检验的定义
2
试样制备
金属的低倍组织缺陷分析
金属的低倍组织缺陷分析一、原理概述金属的低倍组织缺陷检验也称为宏观检验。
它是用肉眼或不大于十倍的放大镜检查金属表面、断口或宏观组织及其缺陷的方法。
宏观检验在金属铸锭、铸造、锻打、焊接、轧制、热处理等工序中，是一种重要的常用检验方法。
这种检验方法操作简便、迅速，能反映金属宏观区域内组织和缺陷的形态和分布特点情况。
使人们能正确和全面的判断金属材料的质量，以便指导科学生产、合理使用材料。
还能为进一步进行光学金相和电子金相分析作好基础工作。
宏观检验包括低倍组织及缺陷检验(包括酸蚀、硫印、塔形车削以及无损控伤等方法)和断口分析等。
1．较典型的宏观缺陷较典型的宏观缺陷有偏析、疏松、缩孔、气泡、裂纹、低倍夹杂、粗晶环等。
(1) 偏析合金化学成分不均匀的现象叫做偏析。
根据偏析的范围大小和位置的特点，一般可以分为三种。
即晶内偏析和晶间偏析、区域偏析、比重偏析。
晶内偏析和晶间偏析如固溶体合金浇注后冷凝过程中，由于固相与液相的成分在不断的变化，因此，即使在同一个晶体内，先凝固的部分和后凝固的部分其化学成分是不相同的。
这种晶内化学成分不均匀的现象叫晶内偏析。
这种偏析常以树枝组织的形式出现，故又称为枝间偏析。
这种偏析一般通过均匀退火可以将其消除。
基于同样的原因，在固溶体合金中先后凝固的晶体间成分也不相同，这种晶体间化学成分不均匀现象叫做晶间偏析。
区域偏析在铸锭结晶过程中，由于外层的柱状晶的成长把低熔点组元、气体及某些偏析元素推向未冷却凝固的中心液相区，在固、液相之间形成与锭型外形相似形状的偏析区。
这种形态的偏析多产生在钢锭结晶过程，由于钢锭模横断面多为方形，所以一般偏析区也是方框形，故常称为方框偏析。
在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的方形框带铸锭的外层是富集高熔点组元，而铸锭心部则富集了低熔点的组元和杂质。
与正偏析相反的是反偏析。
反偏析恰与正偏析相反。
当合金的铸锭发生反偏析时，铸锭表面溶质高于合金的平均成分，中心人溶质低于合金的平均成分；有时铸锭表面富集低熔点组元和杂质，严重时可在铸锭表面形成反偏析瘤。
(整理)钢的低倍组织及缺陷评级图标准的探讨
第四级别图中心疏松和锭塑偏析均为1级～6级,共12张图片。
2.6GB9943-88高速工具钢棒技术条件
该标准由大连钢厂、冶金工业部情报标准研究所负责起草,中华人民共和国冶金工业部1988-09-08批准,国家技术监督局发布,1999-01-01实施。
3现行标准中存在的一些问题
3.1标准适用范围有局限性
1)GB226-91标准适用于钢的低倍组织及缺陷的检验。仲裁检验时,若技术中无特殊规定,以热酸浸和电腐蚀无关,标准应跳出局限性。
2)1979-80标准适用范围中评级图一适用40～150mm圆方钢;评级图二适用150～250mm圆、方钢;评级图三适用40～250mm圆、方钢。
对于直径或边长小于40mm及大于250mm圆、方钢及扁钢的低倍组织的缺陷,根据双方协议可参照上述相应的评级图进行评定。
小于40mm的试件未检验过几件,但大于250mm轴类件低倍、船用柴油机曲臂和环形件却检验过不少件。横截面尺寸远大于250mm的低倍组织及缺陷,无法参照上述评图进行评级,曾采用过前苏联一企业的评级图进行评级,且称一般疏松为质点偏析。
1)从标准的名称和文本内容看有钢的低倍组织及缺陷、钢的低倍组织的缺陷三种表达。
从以上文字表达看不易理解,是一个概念,还是低倍组织及缺陷为两回事?
2)GB226-91标准中表2适用范围
钢与合金
合金钢
精密合金、高温合金
这些钢与合金包括哪些?合金钢是否属钢的范畴?合金包括精密合金、高温合金吗?
3)GB226-91标准表1中
评定原则:以暗点和空隙的数量、大小及密集程度而定。
②YB4002-91标准中3.2.1中心疏松形貌特征:酸蚀试片面上集中在中心部位的空隙和暗点。
[讲解]金相组织缺陷观察
![[讲解]金相组织缺陷观察](https://img.taocdn.com/s3/m/a47cfbe8f605cc1755270722192e453610665b95.png)
金相组织缺陷观察一、实验目的：1、能正确地掌握基本的金相显微分析方法，正确地使用金相显微镜观察和分析金属显微组织。
2、对合金等微观组织进行观察及拍照以及分析组织中存在的缺陷；二、实验原理：显微镜图示：图1-1*倍率 = 物镜倍数×目镜倍率×间倍数(2X，5X，10X，20X，50X，100X) (10X) （X）光学显微镜可用放大倍率为20X~1999X(一般所用最高倍率為1000X)。
金相分析是研究材料内部组织和缺陷的主要方法之一，它在材料研究中占有重要的地位。
利用金相显微镜将试样放大100~1500倍来研究材料内部组织的方法称为金相显微分析法，是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。
显微分析可以研究材料内部的组织与其化学成分的关系；可以确定各类材料经不同加工及热处理后的显微组织；可以判别材料质量的优劣，如金属材料中诸如氧化物、硫化物等各种非金属夹杂物在显微组织中的大小、数量、分布情况及晶粒度的大小等。
金相显微镜用于鉴别和分析各种材料内部的组织。
原材料的检验、铸造、压力加工、热处理等一系列生产过程的质量检测与控制需要使用金相显微镜，新材料、新技术的开发以及跟踪世界高科技前沿的研究工作也需要使用金相显微镜，因此，金相显微镜是材料领域生产与研究中研究金相组织的重要工具。
显微镜的成像原理：当物体AB置于透镜焦距f以外时，得到倒立的放大实像A′B′（如图1-2（a）），它的位置在2 倍焦距以外。
若将物体AB放在透镜焦距内，就可看到一个放大正立的虚象A′B′（如图1-1（b））。
映象的长度与物体长度之比（A′B′/AB）就是放大镜的放大倍数（放大率）。
若放大镜到物体之间的距离a近似等于透镜的焦距(a≈f)，而放大镜到像间的距离b近似相当于人眼明视距离（250mm），则放大镜的放大倍数为：N=b/a=250/f（a）实像放大（b）虚像放大图1-2 放大镜光学原理图由上式知，透镜的焦距越短，放大镜的放大倍数越大。
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金属的低倍组织缺陷分析一、 原理概述金属的低倍组织缺陷检验也称为宏观检验。
它是用肉眼或不大于十倍的放大镜检查金属表面、断口或宏观组织及其缺陷的方法。
宏观检验在金属铸锭、铸造、锻打、焊接、轧制、热处理等工序中，是一种重要的常用检验方法。
这种检验方法操作简便、迅速，能反映金属宏观区域内组织和缺陷的形态和分布特点情况。
使人们能正确和全面的判断金属材料的质量，以便指导科学生产、合理使用材料。
还能为进一步进行光学金相和电子金相分析作好基础工作。
宏观检验包括低倍组织及缺陷检验(包括酸蚀、硫印、塔形车削以及无损控伤等方法)和断口分析等。
1．较典型的宏观缺陷较典型的宏观缺陷有偏析、疏松、缩孔、气泡、裂纹、低倍夹杂、粗晶环等。
(1) 偏析合金化学成分不均匀的现象叫做偏析。
根据偏析的范围大小和位置的特点，一般可以分为三种。
即晶内偏析和晶间偏析、区域偏析、比重偏析。
晶内偏析和晶间偏析 如固溶体合金浇注后冷凝过程中，由于固相与液相的成分在不断的变化，因此，即使在同一个晶体内，先凝固的部分和后凝固的部分其化学成分是不相同的。
这种晶内化学成分不均匀的现象叫晶内偏析。
这种偏析常以树枝组织的形式出现，故又称为枝间偏析。
这种偏析一般通过均匀退火可以将其消除。
基于同样的原因，在固溶体合金中先后凝固的晶体间成分也不相同，这种晶体间化学成分不均匀现象叫做晶间偏析。
区域偏析 在铸锭结晶过程中，由于外层的柱状晶的成长把低熔点组元、气体及某些偏析元素推向未冷却凝固的中心液相区，在固、液相之间形成与锭型外形相似形状的偏析区。
这种形态的偏析多产生在钢锭结晶过程，由于钢锭模横断面多为方形，所以一般偏析区也是方框形，故常称为方框偏析。
在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的方形框带。
见图10-1。
这种偏析是一种下偏析，即铸锭的外层是富集高熔点组元，而铸锭心部则富集了低熔点的组元和杂质。
与正偏析相反的是反偏析。
反偏析恰与正偏析相反。
当合金的铸锭发生反偏析时，铸锭表面溶质高于合金的平均成分，中心人溶质低于合金的平均成分；有时铸锭表面富集低熔点组元和杂质，严重时可在铸锭表面形成反偏析瘤。
反偏析的形成原因，一般认为，结晶温度范围宽的合金，在凝固过程中形成粗大树枝晶时，枝晶间富溶质的金属液在凝壳的收缩压力、熔液内部释出的气体压力、液柱静压力、大气压力的作用下，沿着枝晶间的毛细管通道向外移动，到达铸锭表层，冷凝后形成反偏析。
在有色合金中Cu-Sn 和Al-Cu 合金是发生反偏析的典型合金。
重力偏析 在合金凝固过程中，如果初生的晶体与余下的溶液之间比重差较大，这些初生晶体在溶液中便会下沉或上浮。
由此所形成的化学成分不均匀现象称为重力偏析，亦称为比重偏析。
Cu-Pb 、Sn-Sb 、Al-Sb 等合金易于产生重力偏析。
(2) 缩孔和疏松在铸锭的头部、中部、晶界及枝晶间，常常有一些宏观和显微的收缩孔洞，统称为缩孔。
容积大而集中的缩孔称为集中缩孔；细小而分散的缩孔称为疏松。
其中出现在晶界和枝晶间的缩孔又称为显微疏松。
缩孔和疏松的形状不规则，表面不光滑，易与较圆滑的气孔相区别。
图10-1 铸锭方框偏析产生缩孔和疏松的直接原因，是金属液凝固时发生的凝固体收缩。
残余缩孔在金属材料的横向酸浸试片的轴心部位，易于识别。
疏松在横向酸浸试片上呈暗黑色的小点和细小的孔隙。
这是因为疏松本身就是显微孔洞，而且在这些显微孔洞的周围总是伴随着偏析，因而容易受到浸蚀。
疏松小点可能分布在试片检验面的各个部位。
根据其所在位置，可将疏松分为中心疏松和一般疏松。
见图10-2a 、b 。
(3) 气孔根据气孔在铸锭中出现的位置，可将其分为表面气孔、皮下气孔和内部气孔三类。
见图10-3。
根据气孔的成因，又可分为析出型气孔和反应型气孔两类。
析出型气孔是由于金属在熔融状态时能溶解大量的气体，在冷凝过程中，又由于溶解度随温度的降低而急剧的下降，特别是在金属凝固时，由于气体溶解度的剧烈下降而析出大量的气体。
当金属完全凝固，气体不能逸出时，在铸锭或件内部形成了气孔。
反应型气孔是金属在凝固过程中，与模壁表面水份、涂料及润滑剂之间或金属液内部发生化学反应，因而产生的气体形成气泡，且来不及上浮逸出而形成的气孔。
气孔一般是圆形的，表面较光滑。
压力加工时气孔可被压缩，但难以压合，常常在热加工和热处理过程中产生起皮起泡现象。
图10-2a 中心疏松 图10-2b 一般疏松图10-3 铸锭断面气孔分布状况示意图(a)表面气孔 (b)皮下气孔 (c)内部满面气孔 (d)内部缩松气孔 (a)(b) (c) (d)(4) 裂纹大多数成分复杂或杂质总量较高或有少量非平衡共晶的合金，都有较大的裂纹倾向。
尤其是大型铸锭。
在冷却强度大的连铸条件下，产生裂纹的倾向更大。
在凝固过程中产生的裂纹称为热裂纹。
凝固后冷却过程中产生的裂纹称为冷裂纹。
热裂纹多沿晶界扩展，曲折而不规则，冷裂纹常为穿晶裂纹，多呈直线扩展。
除开铸锭裂纹外，由于热加工如轧制、锻压、热处理过程中都可能出现裂纹。
锻轧裂纹多是由于不适当的锻造或轧制操作以及加热工艺而造成的。
产生在中心部位具有龟裂特征。
有时也产生在工件边缘，这是表现为垂直于边缘呈开放开裂。
除开上述裂纹外，发纹也是钢材中易于出现的一种缺陷。
发纹是纲中气孔和夹杂在加工变形过程中沿锻轧方向被延伸所形成的细粘裂纹。
发纹是应力集中的地方，对疲劳强度有着严重的影响。
一般对制造重要机件所用钢材，都要做塔形车削发纹的检验。
对发纹的数量、大小及分布情况都有严格的限制。
塔形发纹检验是将钢材按规定车成阶梯形的试样，后用酸蚀法或磁力探伤法进行检查。
(5) 低倍夹杂在酸浸低倍试样上，有的肉眼可以看到耐火材料、炉渣及其它非金属夹杂物，这些较粗大的夹杂称为低倍夹杂。
它们在酸浸试片上以镶嵌的形式存在，并保持其固有的各种颜色，常见的有灰白色、米黄色和暗灰色等。
有些低倍夹杂在制片时可能脱落，而表面为空洞。
空洞的特点区别于气泡是它的边缘不整齐，呈海绵状。
(6) 流线流线是金属中的低熔点成分和带状组织偏析在轧制或挤压时伸展而形成的。
同时，铸锭的晶粒在轧制过程中也被拉长成条状。
经过再结晶加热过程能使长条形晶粒恢复成等轴晶粒，但是由于低熔点成分和带状组织伸长所形成的条纹分布仍然存在。
在钢材的纵向截面上经抛光和酸浸后，用肉眼可以看到这种条纹状的线条。
这种宏观组织称为纤维组织，又称为流线。
见示意图10-4。
不能认为合理分布的流线是一种缺陷。
因为几乎所有经过轧制、挤压或锻造的金属型材、制件中都存在着流线。
但是应认识到由于这种流线的分布，会引起在性能上各向异性反映。
试验也表明：在钢中顺纤维方向切取的试样机械性能要比横纤维方向试样的高。
因此，控制流线的合理分布；了解应力与流线分布及机械性能间的关系是至为重要的。
(7) 粗晶环粗晶环是铝合金挤压制品中的主要缺陷之一。
铝合金挤压件在随后的加热时引起外层晶粒粗大，这种现象称为粗晶环。
其表征特点是：对单孔挤压棒材来说，粗大组织区呈对称环状。
多孔挤压棒材呈偏心月牙状。
粗晶环的存在会剧烈降低机械性能。
粗晶环还具有组织“遗传性”。
用有粗晶环的毛坯进行模压后，原来的粗晶区仍然保留，造成模压件之组织不匀及影响表面质量。
甚至在热处理过程中还易于引起开裂。
研究表明，形成粗晶环根本原因是挤压变形的不均匀笥所致。
2．低倍组织及缺陷浸蚀方法低倍组织浸蚀方法分为热酸浸蚀法、冷酸浸蚀法和电解腐蚀法三种。
本次实验采用冷酸浸蚀，有关酸浸蚀液成分参见附录1-1。
冷酸浸蚀操作要点如下：(1) 根据材料种类选用合适的和一定配比的浸蚀液。
(2) 试样检验面的光洁度应在 7以上，酸蚀前应将检验面擦净，去除油污。
(3) 用擦蚀法时，将酸液慢慢倒在置地耐酸盆中的试样同上，然后用刷子将酸液刷匀，直至清晰显示出低倍组织和缺陷为止。
(4) 浸蚀好后，用水冲掉酸液，并用碱水中和，然后用再热水冲洗，立即吹干。
3．断口分析金属断口按其断裂方式可分为脆性断口(晶粒状断口)、韧性断口(纤维状断口)和疲劳断口。
根据其断口的形状可以研究金属的强度和零件受力破裂的原因。
图10-4 钢棒料(a)和锻件(b)内的纤维分布 (a) (b)脆性断口 金属断裂前未经过塑性变形，有的沿晶界断裂(称为晶间断裂)有的沿晶内断裂(称为穿晶断裂)，这种断口原来的晶粒未被歪曲，其大小和形状能保持焉。
晶界断裂的原因除了金属的本性以外，往往是由于金属过烧，晶界上发生氧化或杂质存在于晶界，因而降低了晶界的强度。
晶内断裂是由于晶粒本身强度不高，或在结晶过程中沿晶粒内某些晶面夹入了杂质。
断口的形状见实物。
韧性断口 断裂以前发生了塑性变形。
原晶粒被歪曲(拉长或破碎)，不再保持原来的大小、形状，因而不能从这些断口中研究金属内部组织。
断口的形状见实物。
疲劳断口 承受交变应力的机械零件(例如轴)破裂首先由表面小裂纹开始。
由于交变应力的作用，一边摩擦一边扩大，形成了螺旋形光滑平面。
这种断口称为疲劳断口。
在断口上常常看见气孔、裂纹和疏松等缺陷。
见图10-5。
在工厂中进行断口检验除利用破断零件自然断裂表面外，一般可用宏观检验完了的试样来制备成断口试样。
打断口的试样其锯切深度不应大于试样总厚度的1/3，锯切部位应在要求检查处。
断口上应有油污和水痕，在观察时也和低倍磨片一样，应转换试样方向和光线入射角度。
实 验一、实验目的1．了解低倍检验及其应用范围。
2．通过低倍检验实验，认识金属低倍典型宏观缺陷的形态和分布特征。
3．识别金属断口(脆性、韧性、疲劳断口)的特征。
4．学习基本宏观检验方法。
二、实验器材浸蚀低倍试样器材四套(包括耐酸盆、镊子及种药品、量筒等)；放大镜；各种典型宏观缺陷样品。
三、实验任务和步骤1．观察钢、铜合金、铝合金各种典型低倍缺陷实物样品。
2．认识各种典型断口的形貌特征。
3．用冷酸法浸蚀钢和铝合金低倍缺陷样品。
四、实验报告要求1．简要叙述低倍缺陷试片的制备流程及所选用的浸蚀剂成分。
2．抓住特点画出自己抽制作的低倍试片宏观组织或缺陷特征，并说明缺陷名称及其形成原因。
画图时要注意比例，尺寸取50mm 为宜。
3．对所观察的缺陷及断口样品作简要分析说明。
图10-5疲劳断口。