碳钢及其典型的金相
钢铁中常见的金相组织
钢铁中常见的金相组织区别简析钢铁中常见的金相组织1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体－碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5.上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
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。
金相组织分析(碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察)
实验三碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察实验目的概述实验内容实验方法实验报告思考题一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。
2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。
3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。
4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。
TOP二、概述1. 碳钢热处理后的显微组织碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。
在缓慢冷时(相当于炉冷，见图2-3中的V1)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2。
时(相当于空冷)，得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到V3时(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至V4、V5，(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后，瞬时转变成马氏体。
其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(V4)称为淬火的临界冷却速度。
转变类型组织名称形成温度范围／℃显微组织特征硬度(HRC)珠光体型相变珠光体(P)>650在400～500X金相显微镜下可以观察到铁索体和渗碳体的片层状组织～20(HBl80～200)索氏体(S)600～650在800一]000X以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清25～35屈氏体(T)550～600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显徽镜(5000～15000X)下才能看出片层状35—40贝氏体型相变上贝氏体(B上)350～550在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40—48下贝氏体(BT)230～350在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48～58马氏体型相变马氏体(M)<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时则呈粗大片状马氏体60～65亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2-3中V1：)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
碳钢材料金相
碳钢材料金相碳钢是一种由铁和碳组成的合金材料，其金相结构对于材料的性能和用途具有重要影响。
金相分析是研究材料金相结构的方法之一，通过显微镜观察和分析材料的金相组织特征，可以了解材料的晶体结构、相含量、相分布等信息，从而评估材料的性能和质量。
碳钢的金相组织主要由铁和碳组成，其中碳的含量在0.02%-2.11%之间。
根据碳钢中碳的含量不同，可以将碳钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三类。
低碳钢的碳含量较低，具有良好的可焊性和可塑性，适用于制造冷冲压件、焊接结构件等；中碳钢的碳含量适中，具有较高的强度和硬度，适用于制造机械零件和工具；高碳钢的碳含量较高，具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造刀具和弹簧等。
金相分析中常用的方法包括光学显微镜观察、腐蚀显微镜观察和电子显微镜观察等。
光学显微镜是最常用的金相观察工具，通过放大样品的金相组织，可以清晰地观察到晶粒的形状、大小和分布情况，进而判断材料的组织类型和相含量。
腐蚀显微镜是一种特殊的显微镜，可以通过对样品进行腐蚀处理，使不同组织的相在显微镜下呈现不同的颜色，从而更清晰地观察到材料的金相结构。
电子显微镜则可以进一步放大样品的金相组织，观察到更细微的细节。
在观察碳钢的金相组织时，可以发现晶粒的形状和大小是一个重要的特征。
碳钢的晶粒主要有铁素体和珠光体两种组织。
铁素体是一种由纯铁组成的组织，具有良好的可塑性和韧性，而珠光体则是由铁和碳组成的固溶体，具有较高的硬度和强度。
碳钢中的晶粒大小与材料的热处理工艺和碳含量有关，通常情况下，经过淬火处理的碳钢晶粒较小，而经过退火处理的碳钢晶粒较大。
除了晶粒的形状和大小，碳钢的金相组织还包括非金属夹杂物和相分布情况。
夹杂物是指存在于金属中的非金属颗粒，如氧化物、硫化物等。
夹杂物会对碳钢的性能产生负面影响，降低其强度和韧性。
相分布是指不同相在材料中的分布情况，对于碳钢而言，相分布的均匀性决定了材料的均匀性和稳定性。
金相分析在材料科学和工程领域具有广泛的应用。
金相组织分析(碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察)
实验三碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察实验目的概述实验内容实验方法实验报告思考题一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。
2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。
3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。
4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。
TOP二、概述1. 碳钢热处理后的显微组织碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。
在缓慢冷时(相当于炉冷，见图2-3中的V1)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2。
时(相当于空冷)，得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到V3时(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至V4、V5，(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后，瞬时转变成马氏体。
其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(V4)称为淬火的临界冷却速度。
转变类型组织名称形成温度范围／℃显微组织特征硬度(HRC)珠光体型相变珠光体(P)>650在400～500X金相显微镜下可以观察到铁索体和渗碳体的片层状组织～20(HBl80～200)索氏体(S)600～650在800一]000X以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清25～35屈氏体(T)550～600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显徽镜(5000～15000X)下才能看出片层状35—40贝氏体型相变上贝氏体(B上)350～550在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40—48下贝氏体(BT)230～350在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48～58马氏体型相变马氏体(M)<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时则呈粗大片状马氏体60～65亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2-3中V1：)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
钢铁中常见的金相组织1
钢铁中常见的金相组织1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体－碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5.上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
铸钢的金相组织及检验
铸钢的金相组织及检验一、铸造碳钢的金相组织及检验（一）铸造碳钢的显微组织1．铸态组织为铁素体＋珠光体＋魏氏组织。
如图8-1、图8-2。
图8-1 ZG230-450铸钢铸态组织(100×) 图8-2 ZG310-570铸钢铸态组织(100×)铸态组织的形貌和组成相的含量与钢的碳含量有关。
碳含量越低的铸钢，铁素体含量越多，魏氏组织的针状越明显、越发达，数量也多。
随铸钢碳含量的增加，珠光体量增多，魏氏组织中的针状和三角形的铁素体量减少，针齿变短，量也减少，而块状和晶界上的网状铁素体粗化，含量也增多。
若存在严重的魏氏组织，或存在大量低熔点非金属夹杂物沿晶界呈断续网状分布，将使铸钢的脆性显著增加。
2．退火组织为铁素体＋珠光体。
铁素体呈细等轴晶。
珠光体分布形态随钢的碳含量增加而变化。
随钢的碳含量增加，珠光体呈断续网状分布→网状分布→珠光体与铁素体均匀分布，其含量也不断增多。
若退火组织中存在残留的铸态组织或组织粗化均属于不正常组织。
3．正火组织为铁素体＋珠光体，分布较均匀，如图8-3。
与退火组织相比较，正火组织的组成相更细、更均匀，珠光体含量稍多。
若存在残留铸态组织或组织粗化均属不正常组织。
4．调质组织 ZG270-500以上牌号的铸造碳钢可进行调质处理，组织为回火索氏体，见图8-4。
若出现未溶铁素体或粗大的回火索氏体属不正常组织。
图8-3 ZG230-450 铸钢正火组织(100 ×) 图8-4 ZG35CrMo铸钢调质组织(650×)5．几种常用铸造碳钢的组织见表8-1,表8-1 常用铸造碳钢的组织铸造碳钢 ZG200-400 ZG230-450 ZG270-500 ZG310-570 ZG340-640显微组织铸态魏氏组织+块状铁素体+珠光体珠光体+魏氏组织+铁素体珠光体+铁素体部分铁素体呈网状分布铁素体呈网状分布退火铁素体+珠光体珠光体+铁素体珠光体呈断续网状分布珠光体呈网状分布正火铁素体+珠光体珠光体+铁素体调质回火索氏体（二）铸造碳钢的质量检验铸造碳钢多数用于一般工程，金相检验按照GB/T 8493-1987《一般工程用铸造碳钢金相》标准进行。
碳钢的热处理后硬度测定以及金相分析实验指导书
实验七碳钢的热处理及硬度测定以及金相分析实验项目名称：碳钢的热处理及硬度测定、金相分析实验项目性质：综合实验所属课程名称：金属材料与热处理实验计划学时：4一、实验目的（1）熟悉碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。
（2）了解含碳量、加热温度、冷却速度等因素与碳钢热处理后性能的关系。
（3）分析淬火及回火温度对钢性能的影响。
（4）学会洛氏硬度计的使用。
（5）学会采用不同的热处理工艺，将会得到不同的组织结构，从而使钢的性能发生变化。
二、实验内容和要求热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，热处理的主要目的是改善钢材性能，提高工件使用寿命。
钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织发生了质的变化。
采用不同的热处理工艺过程，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。
普通热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。
正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。
Fe-FeC 相图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。
1、加热温度（1）退火加热温度：完全退火加热温度，适用于亚共析钢，Ac+（30~50℃）；3球化退火加热温度，适用于共析钢和过共析钢，Ac 1+（30~50℃）。
（2）正火加热温度：对亚共析钢是Ac 3+（30~50℃）；过共析钢是Ac cm +（30~50℃），也就是加热到单相奥氏体区。
退火和正火的加热温度范围见图2-1所示。
（3）淬火加热温度：对亚共析钢是Ac 3+（30~50℃）；对共析钢和过共析钢是Ac 1+（30~50℃），见图2-2。
钢的临界温度Ac 1、Ac 3及Ac cm ，在热处理手册或合金钢手册中均可查到。
再经计算可求出钢的热处理温度。
碳钢金相变温度
碳钢金相变温度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：碳钢金相变温度（Ac1、Ac3和Acm）是指碳钢在加热或冷却过程中发生相变的温度点。
对于碳钢材料的热处理和加工具有重要的意义，可以帮助工程师和科研人员更好地控制碳钢的性能和结构。
本文将重点介绍碳钢金相变温度的定义、影响因素以及测定方法等内容。
一、碳钢金相变温度的定义1、Ac1温度：又称为临界点温度，是指碳钢在升温过程中，由面心立方晶体结构转变为体心立方晶体结构的温度点。
Ac1温度通常是α-Fe向γ-Fe转变的临界温度，也是固溶处理和奥氏体化处理的重要温度点。
1、碳含量：碳钢的碳含量是影响Ac1、Ac3和Acm温度的主要因素。
碳含量越高，相变温度通常也越高，反之则通常较低。
碳含量对金相变温度的影响是非常显著的，因此在热处理和制造过程中需要对碳含量进行控制。
2、合金元素：除了碳之外，铬、镍、钼等合金元素也会对碳钢的金相变温度产生影响。
通常情况下，合金元素的加入会使金相变温度产生变化，但其影响程度取决于具体的合金元素及其含量。
3、加热速率：碳钢的金相变温度还受到加热速率的影响。
加热速率较快时，金相变温度通常会升高，而加热速率较慢时，则会降低。
在热处理过程中需要注意控制加热速率，以确保金相变温度的准确性。
4、晶粒大小：碳钢的晶粒大小也会对金相变温度产生影响。
通常情况下，晶粒较细的碳钢其金相变温度较高，晶粒较大的碳钢则较低。
通过合理的热处理工艺，可以控制碳钢的晶粒大小，从而调节金相变温度。
1、金相显微镜法：金相显微镜法是一种常用的方法，通过对样品进行金相显微观察，可以确定碳钢的金相变温度。
在显微镜下观察样品的组织结构变化，当发生相变时，可以清晰地看到晶粒的形态和结构变化。
2、热量法：热量法是一种基于热量变化的方法，通过测量碳钢在加热或冷却过程中释放或吸收的热量变化，可以确定金相变温度。
这种方法通常需要配合热量分析仪器进行实验测定，可以实现对金相变温度的准确测定。
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。
碳钢及其典型的金相
0.73%, P
0.022%, S
精品课件
钢中典型金相组织
珠光体:
成分：C 0.86%, Si
0.17%, Mn
0.22%, P
0.011%, S
精品课件
钢中典型金相组织
珠光体+ 网状渗碳体:
成分：C 1.13%, Si
0.17%, Mn
0.45%, P
0.022%,
精品课件
钢中典型金相组织
0.36%, P
0.014%, S
0.009%
精品课件
钢中典型金相组织
索氏体:
成分：C 0.81%, Si
0.18%, Mn
0.33%, P
0.022%, S
0.014%
精品课件
钢中典型金相组织
上贝氏体:
成分：C 0.84%, Si
0.29%, Mn
0.40%, P
0.012%, S
0.008%
0.33%, P
0.022%, S
0.014% 脱碳层全貌
精品课件
钢中典型金相组织
边部
过渡区
精品课件
心部
钢中典型金相组织
铁素体：
成分：C 0.03%, Si 0.33%, Mn 0.22%, P 0.014%, S 0.012%
热处理：950℃退火
精品课件
钢中典型金相组织
珠光体+铁素体
成分：C 0.44%, Si
精品课件
钢中典型金相组织
下贝氏体:
成分：C 0.74%, Si
0.44%, Mn
0.76%, P
0.021%, S
0.0中典型金相组织
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
中碳钢与中碳合金结构钢淬火金相组织检验 征求意见
一、概述中碳钢和中碳合金结构钢是工程结构中常用的材料，经过淬火处理后可以获得良好的力学性能。
金相组织检验是对淬火材料的组织结构进行评估的重要方法，对于材料的质量控制和性能评定具有重要意义。
二、中碳钢的金相组织检验1. 金相组织检验的原理和方法金相组织检验是通过对淬火后的中碳钢试样进行金相显微镜观察，利用金相显微镜的放大功能和金相试样的腐蚀染色等技术手段对试样的组织结构进行分析和评价。
2. 中碳钢淬火后的金相组织特点中碳钢经过淬火处理后，组织结构发生显著变化，通常会出现马氏体、残余奥氏体等组织结构，金相组织检验可以清晰展现这些组织结构的形貌和分布情况。
3. 金相组织检验的意义对中碳钢进行金相组织检验有助于评定材料的淬火效果、组织均匀性和残余奥氏体含量等指标，为材料的质量控制提供重要依据。
三、中碳合金结构钢的金相组织检验1. 金相组织检验方法的改进由于中碳合金结构钢中存在着多种合金元素，其淬火后的组织结构复杂多样，传统的金相组织检验方法难以全面准确地评定其组织情况。
需要结合扫描电镜等现代分析技术，对淬火后的中碳合金结构钢进行全面细致的金相组织检验。
2. 中碳合金结构钢的金相组织特点中碳合金结构钢经过淬火处理后，其金相组织可能包括马氏体、贝氏体、残余奥氏体等多种组织结构，这些组织结构对钢材的性能影响巨大，金相组织检验能够帮助我们全面了解这些组织的形貌和分布规律。
3. 金相组织检验在中碳合金结构钢中的应用对中碳合金结构钢进行金相组织检验可以为材料的热处理工艺优化提供重要参考，同时也对产品的质量控制和性能评定起到关键作用。
四、结论中碳钢和中碳合金结构钢的金相组织检验是对材料淬火效果和组织结构进行评定的重要手段，通过金相组织检验可以全面了解材料的组织特点和淬火效果，为材料的质量控制和性能评定提供重要依据。
未来需要进一步完善金相组织检验方法，结合现代分析技术，全面准确地评定中碳合金结构钢的金相组织情况，为材料的热处理工艺优化和产品质量的提升提供技术支持。
各种钢号的金相组织
球墨铸铁
退火
球状石墨+铁素体
白色晶粒为铁素体，黑色球状为石墨
36
球墨铸铁
低温正火
球状石墨+铁素体+珠光体
白色晶粒为铁素体，层状组织为珠光体，黑色球状为石墨
37
球墨铸铁
正火
球状石墨+珠光体
层状组织为珠光体，灰色球状为石墨。
（六）有色金属合金组织8种
38
铸铝
未变质
初生硅晶粒+共晶体
浅多边形晶粒为初晶硅，其余为白色α固溶体和灰色针状硅的共晶组织
列出各种显微组织，供大家查询：
编号
—碳平衡组织9种
1
工业纯铁
退火
铁素体
白色等轴多边形晶粒为铁素体，深色线为晶界,晶界上分布少量三次渗碳体。
2
20钢
退火
低碳钢平衡组织
白色晶粒为铁素体，深色块状为珠光体，高倍可见珠光体中的层状结构。
3
45钢
退火
中碳钢平衡组织
同上，但珠光体增多。
4
21
15钢
渗碳后退火
渗碳组织
表层为过共析组织（网状渗碳体+珠光体），由表向内含碳量逐渐减少，铁素体增多。
22
45钢
渗硼
渗硼组织
表层为硼化物层（呈锯齿状）和过渡层，心部为45钢基体组织。
23
40Cr
软氮化
软氮化组织
表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层，心部为40Cr基体组织
（三）合金钢组织5种
24
高速钢
12
65Mn
等温淬火
上贝氏体
羽毛球为上贝氏体，基体为索氏体或淬火马氏体和残余奥氏体。
13
碳钢金相评级报告
碳钢金相评级报告一、实验目的本次实验旨在利用金相显微镜对碳钢的显微组织进行观察和评级，并根据观察结果对材料的性能进行评价，进一步了解碳钢的金相组织特征以及与机械性能的关系。
二、实验原理碳钢是一种主要由碳和铁组成的合金。
根据碳的含量差异，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
碳钢的显微组织主要由铁素体、珠光体以及贝氏体组成。
铁素体是碳钢的主要组织，并具有韧性好、延展性强的特点。
珠光体是由相变过程产生的，其硬度相对较高，机械性能较好。
贝氏体是碳体的一个形态，硬度和强度较高，但韧性较差。
显微组织的形态和比例对碳钢的性能有很大的影响。
三、实验步骤1.取碳钢样品，进行打磨和抛光处理。
2.将样品放入金相显微镜中进行观察。
3.根据观察结果，评估样品的组织结构和性能。
4.根据评估结果，给出相应的评级。
四、实验结果与分析本次实验使用的碳钢样品为中碳钢，经过金相显微镜观察后，得到了以下结果：1.铁素体：在观察过程中可以看到，样品中存在大量的铁素体，其颗粒呈均匀分布，形态规整。
铁素体是碳钢的主要组织，具有良好的韧性和延展性，对碳钢的强度和韧性起到很好的平衡作用。
2.珠光体：在铁素体颗粒之间，可以观察到一些珠光体颗粒，其形态呈珠状或蠕虫状。
珠光体是由冷却过程中的相变所形成，相对于铁素体，珠光体的硬度和强度较高，但韧性较差。
3.贝氏体：在珠光体颗粒的边缘部分，可以观察到一些疏松的贝氏体颗粒，形态呈针状或板状。
贝氏体是由高温下相变过程中形成，其硬度和强度较高，但韧性较差。
根据上述观察结果，可以对所观察的碳钢样品进行评级。
五、评级结果根据观察结果和碳钢的组织特征，可以将碳钢样品评级为以下等级：1.组织细致均匀，铁素体颗粒均匀分布，珠光体较少，贝氏体数量较少：优质碳钢。
2.组织中铁素体和珠光体颗粒数量相对均衡，分布较为均匀，贝氏体数量较多：合格碳钢。
3.组织中铁素体颗粒分布不均匀，珠光体颗粒数量过多，贝氏体数量较多：次合格碳钢。
钢铁金相图谱阅读笔记
一、钢铁典型金相组织1.P1-P382,调质后的几种形态：・150℃-250℃回火马氏体：a相内分布薄片状£碳化物・350℃-500℃回火屈用氏体：片状/板状a+细粒状渗碳体・500℃-650℃回火索氏体：等轴铁素体+细粒状渗碳体二、钢铁金相实验技术L抛光:(1)首先粗抛，后细抛；⑵压力适中，大了发生热变形，小了浪费时间；(3)抛光时试样逆看抛光盘转动而动，同时从盘边到中心住复；(4)不断添加朗和润滑液；(5)湿润度适中。
2.化学浸蚀(1)单相：化学溶解；两侈相：电化学溶解(2)金属原子溶解多沿空度最大晶面进行，浸蚀后晶面发生倾转,晶粒显示明暗不同3.金属材料的组织分析(1)组织中相的相对量、形状、大小、分布是重要内容。
(2)影响组织变化的条件:合金成分，工艺条件(如冷却速度)。
(3)如何进行组织分析：①弄清合金成分；②查相应的合金系相图，判断平衡态合金相及相对量；③了解工艺过程；④了解截取部位，取样方法，磨面方向，试样的制备及显微组织显示方法；⑤显徜镜下，先低倍看全貌，再高倍看细节，再用■方法进一步确定合金相，先做相鉴定，后做定量测试。
(4)相鉴定：光学金相，衍射方法，电子探针定量分析：自动图像分析仪4.单相多晶体等轴晶粒组织显示为多边形晶粒。
工业幺廨i2o(rc高温加热缓冷，间隙原子偏聚在小角度内表面形成亚晶粒(若淬火则浸蚀不出亚晶界)。
5.冷变形后及再结晶后组织(1)滑移带的观察；(2)形变李晶的观察；(3)形变量不同的显微组织：晶粒不断伸长一纤维组织；(4)两相金属材料形变后：第二相①少、软：随基体相延伸；②少、崛、脆：颗粒沿主变形方向成串分布；③片状：基体有碎裂第二相⑸吕德斯带：多晶粒协调形变而成的宏观带，不同于版见的滑移带；(6)区别再结晶与未再结晶主要看晶粒大小、形状和亮暗。
6.热加工变形后的组织(1)理想组织：单相组织是大小均匀的等轴晶粒，复相组织是均匀等轴晶粒基体上均匀分布看第二相或组织组成物。
碳钢及其典型的金相知识讲解
碳钢
碳钢主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般 不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或 碳素钢。
碳钢也叫碳素钢，含碳量WC小于2%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷 按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和 易切削结构钢三类。碳素结构钢又分为建筑结构钢 和机器制造结构钢两种。
热处理：850℃ 水淬
钢中典型金相组织
屈氏体:
成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009%
热处理：850℃ 水淬后，350℃ 回火
钢中典型金相组织
索氏体:
成分：C 0.81%, Si 0.18%,
Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014% 热处理：820℃ 水淬；580℃回 火
热处理:900℃退火
钢中典型金相组织
球状渗碳体:
成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%
热处理：780℃ 退火1小时后徐 冷
钢中典型金相组织
马氏体:
成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009%
热处理：880890℃奥氏体化后 放入290-300℃盐 浴炉中等温处理15 分钟后水冷
钢中典型金相组织
残留奥氏体:
成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%
热处理：1030℃ 油冷
钢中典型金相组织
马氏体＋球状 渗碳体:
成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%
碳钢热处理后的组织(金相分析)
碳钢热处理后的组织(金相分析)碳钢热处理后的组织（金相分析）发布时间：2009-5-30 13:46:34 关闭该页一、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线（C曲线）。
铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量，C曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。
在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。
1、共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表1中。
2、共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不用CCT曲线，而用C曲线（图1）来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时体。
当冷却速度为v4时，析出很少量的网状铁素体和屈氏体（有时可见到少量贝氏体），奥氏体则主要转变为马氏体和屈氏体（如图3）；当冷却速度v5超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织（如图6，图7）。
过共析钢的转变与亚共析钢相似，不同之处是后者先析出的是铁素体，而前者先析出的是渗碳体。
4、各组织的显微特征（1）索氏体（s）：是铁素体与渗碳体的机械混合物。
其片层比珠光体更细密，在高倍（700倍以上）显微放大时才能分辨。
（2）托氏体（T）也是铁素体与渗碳体的机械混合物，片层比索氏体还细密，在一般光学显微镜下也无法分辨，只能看到如墨菊状的黑色形态。
当其少量析出时，沿晶界分布，呈黑色网状，包围着马氏体；当析出量较多时，呈大块黑色团状，只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层（见图3）；图3 托氏体＋马氏体图4 上贝氏体＋马氏体（3）贝氏体（B）为奥氏体的中温转变产物，它也是铁素体与渗碳体的两相混合物。
在显微形态上，主要有三种形态：A、上贝氏体是由成束平行排列的条状铁素体和条间断续分布的渗碳体所组成的非层状组织。
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钢中典型金相组织
屈氏体:
成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009% 热处理：850℃ 水淬后，350℃ 回火
钢中典型金相组织
索氏体:
成分：C 0.81%, Si 0.18%, Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014% 热处理：820℃ 水淬；580℃回 火
热处理: 930℃退火
钢中典型金相组织
珠光体:
成分：C 0.86%, Si 0.17%, Mn 0.22%, P 0.011%, S 0.004% 热处理: 950℃退火
钢中典型金相组织
珠光体+ 网状渗碳体:
成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%
碳钢
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%——0.6%）和高碳 钢（WC>0.6%） 按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含 磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和 高级优质钢（含磷、硫更低） 一般碳钢中含碳量较高则硬度越高，强度也越高， 但塑性较低。
钢中典型金相组织
边部
过渡区
心部
钢中典型金相组织
铁素体：
成分：C 0.03%, Si 0.33%, Mn 0.22%, P 0.014%, S 0.012% 热处理：950℃退火
钢中典型金相组织
珠光体+铁素体
成分：C 0.44%, Si 0.19%, Mn 0.73%, P 0.022%, S 0.011%
热处理:900℃退火
钢中典型1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009% 热处理：780℃ 退火1小时后徐 冷
钢中典型金相组织
马氏体:
成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009%
钢中典型金相组织
上贝氏体:
成分：C 0.84%, Si 0.29%, Mn 0.40%, P 0.012%, S 0.008% 热处理：930℃奥 氏体化后放入 400℃盐浴炉中等 温处理10s后水冷
钢中典型金相组织
下贝氏体:
成分：C 0.74%, Si 0.44%, Mn 0.76%, P 0.021%, S 0.058% 热处理：880890℃奥氏体化后 放入290-300℃盐 浴炉中等温处理15 分钟后水冷
钢中典型金相组织
魏氏组织:
成分：C 0.33%, Si 0.17%, Mn 0.74%, P 0.027%, S 0.015% 热处理：从 1280℃加热1小 时后空冷
碳钢
碳钢主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般 不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或 碳素钢。
碳钢也叫碳素钢，含碳量WC小于2%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷 按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和 易切削结构钢三类。碳素结构钢又分为建筑结构钢 和机器制造结构钢两种。
钢中典型金相组织
屈氏体＋马氏体
成分：C 0.41%, Si 0.25%, Mn 0.73%, P 0.015%, S 0.011% 热处理：850℃油 冷
钢中典型金相组织
马氏体+铁素体
成分：C 0.33%, Si 0.17%, Mn 0.74%, P 0.027%, S 0.015% 热处理：从950℃ 炉冷到750℃后水 淬
碳 （ C）
钢中典型金相组织
渗碳组织
成分：C 0.16%, Si 0.26%, Mn 0.53%, P 0.018%, S 0.019% 热处理：在890℃ 加热2小时固体渗 碳后徐冷 渗碳层全貌
钢中典型金相组织
边部
过渡区
心部
钢中典型金相组织
脱碳组织
成分：C 0.81%, Si 0.18%, Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014% 热处理：在氧化 铝中960℃加热 2.5小时炉冷 脱碳层全貌
钢中典型金相组织
残留奥氏体:
成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009% 热处理：1030℃ 油冷
钢中典型金相组织
马氏体＋球状 渗碳体:
成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009% 热处理：球化珠光 体组织加热到 800℃水冷， 100℃回火
碳钢及其典型的金相组织
辽宁科技大学材冶学院 李娜
碳（C）
钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高， 但塑性和冲击性降低，当碳量超过0.23%时， 钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合 金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量 高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天 料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加 钢的冷脆性和时效敏感性。