合金钢断口分析金相图谱(冶金工业部钢铁研究院等编)思维导图
断口图谱金相
5.2 TA125.2.1概述TA12（Ti－5.5Al－4Sn－2Zr－1Mo－0.25Si－1Nd）是一种近α型的热强钛合金。
在合金中添加了稀土元素Nb，起到细化晶粒，净化晶界稳定组织及提高抗氧化性能等作用，具有一定的热稳定性和抗蠕变性能的优势以及良好的工艺塑性，压力加工成型及各种方式的机械加工性能。
应用于航空发动机550℃以下工作的压气机盘，叶片和鼓筒等零件。
5.2.2合金的组织结构合金相变点温度为1005±10℃该合金锻件的热处理工艺为：β相变点以下15～25℃1h空冷+600℃2h空冷。
合金在室温下的平衡组织为α相和少量的β相。
亦可能存在少量富钕（Nd）相，硅化物及Ti3X相。
合金在热变形并经固溶时效后，最终组织为少量的初生α相+β转，及原有的富钕（Nd）相，硅化物及Ti3X相。
合金热处理后组织见图5.2-1。
图 5.2-1 500×5.3TA19TA19（Ti－6Al－2Sn－4Zr－2Mo）是一种近α型的两相钛合金。
在560℃左右抗蠕变性能稳定，具有良好的焊接性能，抗热盐断裂性能，但对氯化物水溶液的应力腐蚀裂纹有一定的敏感性。
主要用于制造航空发动机前机匣等环形件。
5.3.2组织合金相变温度990±10℃锻件的热处理工艺为：960±15℃1h空冷+ 590±15℃8h空冷。
合金在平衡状态的组织为α相及较少的β相。
在两相区加热变形并经固溶时效后组织为初生α相+β转，其初生α较为粗大。
合金热处理后组织见图5.3-1。
图5.3-1 500×3.5. GH706环形件GH706合金是沉淀时效硬化型Ni－Fe－Cr基高温合金。
与GH4169合金相比，不含Mo，降低了Ni、Cr、Nb含量，适当增加了Ti和Fe含量。
有类似于GH4169合金的性能，而具有最佳的加工性能，良好的合金成型性和焊接性能。
700℃以下具有较高的强度，良好的抗氧化及抗腐蚀性。
常用金相组织图片总结
一汽车钢板弹簧金相组织分级图（×500）图1 回火屈氏体 (1级) 图 2 回火屈氏体+少量贝氏体（2级）图3 回火屈氏体+少量铁素体 (3级) 图4 回火屈氏体+少量贝氏体+少量铁素体（4级）图5 回火屈氏体+铁素体+屈氏体（5级）二马氏体组织a板条状马氏体 B针状马氏体 c片状马氏体加残余奥氏体三莱氏体四粒状贝氏体五索氏体汽车钢板弹簧金相组织及缺陷组织——黎方英1、原材料金相组织及缺陷组织分析材料:60Si2Mn 钢.处理情况:热轧状原材料.组织分析:图1 a) ,金相组织为铁素体和片层珠光体.正常原材料组织. 图1 b) ,弹簧扁钢表面的脱碳. 图1 c) ,d) ,金相组织为带状铁素体和珠光体. 严重带状组织一般热处理工艺难以消除. 图1 e) ,弹簧扁钢表面的划痕,原材料表面缺陷. 图1 f) ,弹簧扁钢表面的碎裂,原材料表面缺陷的废品.a)500× b)100×c)100× d)100×e)100× f)100×图1 原材料金相组织及缺陷组织分析2、60Si2Mn 钢板弹簧正常淬火和回火组织分析：处理情况:图2 a) ,860 ℃加热保温后油冷淬火. 图2b) ,860 ℃加热保温后油冷淬火,460 ℃回火.组织分析：图2 a) ,金相组织为中等针状淬火马氏体.淬火获得马氏体,是达到强韧化的重要基础. 图2 b) ,金相组织为中等回火屈氏体.a)500× b)500×图2 汽车钢板弹簧正常淬火组织和回火组织分析3、淬火加热温度低形成的缺陷组织如图3材料:50CrVA 钢. 侵蚀剂:4 %硝酸酒精溶液.处理情况:加热保温后油冷淬火,460 ℃回火.组织分析:图3 a) ,金相组织为回火屈氏体,未溶解的铁素体和未溶解的碳化物. 图3 b) ,金相组织为回火屈氏体,未溶解的铁素体和片状珠光体.a)500× b)500×图3 淬火加热温度低形成的缺陷组织4、淬火加热温度高形成的缺陷组织如图4.材料:图4 a) 、图4 c) ,60Si2Mn 钢;图4 b) ,50CrVA 钢.处理情况:图4 b) ,加热保温后油冷淬火;图4 a) 、图4c) ,加热保温后油冷淬火,460 ℃回火.组织分析:图4 a) ,金相组织为回火屈氏体和上贝氏体,最大晶粒度超过1 级. 图4 b) ,金相组织为淬火马氏体和残余奥氏体. 图4 c) ,金相组织为回火屈氏体,表层有一层全脱碳铁素体层,并有沿晶界向内伸展的裂纹,裂纹内充满氧化物.a)500× b)500×c)100×图4 淬火加热温度高形成的缺陷组织5、淬火冷却速度不够形成的缺陷组织如图5.材料:图5 a),60Si2Mn 钢;图5 b) ,50CrV4 钢.处理情况:图5 a),加热保温后油冷淬火,460 ℃回火;图5 b) ,加热保温后超速油冷淬火. 组织分析:图5 a),金相组织为回火屈氏体和上贝氏体. 图5 b) ,金相组织为淬火马氏体,残余奥氏体,析出铁素体,析出屈氏体和上贝氏体.a)500× b)500×图5 淬火冷却速度不够形成的缺陷组织6 .回火缺陷组织如图6.材料:60Si2Mn钢.侵蚀剂:4%硝酸酒精溶液.处理情况:860℃加热保温淬火,460℃回火.组织分析:图6 a) ,金相组织为回火屈氏体,心部少量回火马氏体,心部硬度值为49 HRC。
钢铁金相分析培训资料28页PPT
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 所向披 靡。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
断口图谱金相
5.2 TA125.2.1概述TA12（Ti－5.5Al－4Sn－2Zr－1Mo－0.25Si－1Nd）是一种近α型的热强钛合金。
在合金中添加了稀土元素Nb，起到细化晶粒，净化晶界稳定组织及提高抗氧化性能等作用，具有一定的热稳定性和抗蠕变性能的优势以及良好的工艺塑性，压力加工成型及各种方式的机械加工性能。
应用于航空发动机550℃以下工作的压气机盘，叶片和鼓筒等零件。
5.2.2合金的组织结构合金相变点温度为1005±10℃该合金锻件的热处理工艺为：β相变点以下15～25℃1h空冷+600℃2h空冷。
合金在室温下的平衡组织为α相和少量的β相。
亦可能存在少量富钕（Nd）相，硅化物及Ti3X相。
合金在热变形并经固溶时效后，最终组织为少量的初生α相+β转，及原有的富钕（Nd）相，硅化物及Ti3X相。
合金热处理后组织见图5.2-1。
图 5.2-1 500×5.3TA19TA19（Ti－6Al－2Sn－4Zr－2Mo）是一种近α型的两相钛合金。
在560℃左右抗蠕变性能稳定，具有良好的焊接性能，抗热盐断裂性能，但对氯化物水溶液的应力腐蚀裂纹有一定的敏感性。
主要用于制造航空发动机前机匣等环形件。
5.3.2组织合金相变温度990±10℃锻件的热处理工艺为：960±15℃1h空冷+ 590±15℃8h空冷。
合金在平衡状态的组织为α相及较少的β相。
在两相区加热变形并经固溶时效后组织为初生α相+β转，其初生α较为粗大。
合金热处理后组织见图5.3-1。
图5.3-1 500×3.5. GH706环形件GH706合金是沉淀时效硬化型Ni－Fe－Cr基高温合金。
与GH4169合金相比，不含Mo，降低了Ni、Cr、Nb含量，适当增加了Ti和Fe含量。
有类似于GH4169合金的性能，而具有最佳的加工性能，良好的合金成型性和焊接性能。
700℃以下具有较高的强度，良好的抗氧化及抗腐蚀性。
实验2 钢铁材料常见组织及钢的宏观检验技术
中温回火托氏 体组织
第三十页，编辑于星期二：十点 五十四分。
4、钢的退火、正火、淬火与回火组织
（4）钢的回火 回火是指工件淬硬后，再加热到Ac1点以下某一温度，保
温一定时间，然后冷却到室温下的热处理工艺。
高温回火索氏体组织
45钢在850℃淬火后600 ℃ 回火后的组织
第三十一页，编辑于星期二：十点 五十四分。
3、钢的等温转变曲线及钢铁材料常见组织 难点
第二十三页，编辑于星期二：十点 五十四分。
4、钢的退火、正火、淬火与回火组织
（1）退火 将工件 加热到Ac3 （或Ac1） 以上的适当温度保温 后在炉内缓慢冷却的 工艺方法，称为退火。
（2）正火 将工件加热
到Ac3（或Acm）以上，
保温适当时间后，在静 止的空气中冷却的热处 理工艺称为正火。
（3）淬火 淬火是将工件加热到Ac3或Ac1以上某一温度保温一定时间，然后以适当
速度冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
45钢750℃淬水组织
45钢920℃淬水组织
45钢860℃淬油组织
第二十八页，编辑于星期二：十点 五十四分。
4、钢的退火、正火、淬火与回火组织
（4）钢的回火 回火是指工件淬硬后，再加热到Ac1点以下某一温度，保温
图2-2
第二十页，编辑于星期二：十点 五十四分。
③钢的贝氏体转变
贝氏体转变是介于马氏体和珠光体之间的转变，属于中温转变。
上贝氏体
下贝氏体
第二十一页，编辑于星期二：十点 五十四分。
③钢的贝氏体转变
贝氏体转变是介于马氏体和珠光体之间的转变，属于中温转变。
此外还有粒状贝氏体、无碳贝氏体。
粒状贝氏体
演示文稿合金相图
二、铁—碳合金中的组织及其性能（P66）
（一）奥氏体（A） （二）铁素体（F） （三）珠光体（P） （四）莱氏体（L'd） （五）渗碳体（Fe3CІ、Fe3CⅡ、Fe3C Ⅲ ）
第十四页，共45页。
（一）奥氏体（A） —— C溶于-Fe形成的固溶体
相：面心立方，C处在八面体间隙位置，用符号γ表示。 组织：称为奥氏体，用符号A表示。
G
727 ℃-t P 室温组织: L’d(P + Fe3CⅡ +Fe3C）
J
E
PS +Fe3C
D F C 1148℃
Ld
K 727℃
L’d
Q
4.3
第二十页，共45页。
L'd [(P+Fe3CⅡ)+Fe3C]
第二十一页，共45页。
共晶白口铸铁的室温组织
（五）渗碳体
Fe3CⅢ
第二十二页，共45页。
Fe
L
γ+L
L+Fe3C
γ+Fe3C
α+Fe3C
Wc（%）
Fe3C
6.69
第七页，共45页。
3. 铁碳合金平衡状态图分析
包晶转变
匀
晶
转
变
共晶转变
共析转变
第八页，共45页。
（1）铁碳相图中三种基本的转变
➢在1495 ℃发生包晶转变
1495 ℃
A
LB+H 1495℃ γJ
H N
J
B
E
➢在1148℃发生共晶转变
含碳量：0~0.0218%(727 ℃)
B
0~0.0008%(室温) N J
D
温度范围：<912℃
金属材料的裂纹与断口分析课件PPT
形貌特征→裂纹扩展留下的痕迹。
•与断裂过程有关信息的直接记录 (忠实记录者和见证者)
• 判别失效原因的有利证据 (根据断口主裂纹判别裂纹源)
4
金属材料的断裂过程
三个阶段裂纹萌生；
裂纹亚稳扩展及失稳扩展；
断裂。
低速稳态扩展:﹤5m/s 非稳态快速扩展:＞1Km/s
从碎块拼形的大小或 密合程度可判别那个是先 断开的。(A裂纹密合程度 差，是先断开的) 。
人字形法
• 当表面无应力集中, 裂纹源区在两组“人”字形的汇 合处，即“人”字上部指向裂源。 • 若表面有应力集中（存在缺口），“人”字下部指向 裂源。
26
美国顺纳德球形储氢压力容器 碎片拼合后的一个视图
据断口人字条纹矢形方向 汇集到清扫孔A、B、C处，从而 断定裂纹源于清扫孔处。 27
放射标记法
剪切唇法
非完全脆性的断裂就有剪切唇。 断口上只有纤维区和剪切唇时， 裂纹是从试样中心的纤维区内外扩展 的，该情况的材料塑性较好。 断口同时有纤维区、放射区和剪 切唇，则塑性变形限制于裂纹前端区 域内。
贝纹花样法
在断口上若有疲劳 的贝纹线，则根据疲劳条 纹的弧线确定疲劳源。
源区
疲劳断口的贝纹线，从裂纹源呈放射状 28
距离即以反弧形向前扩展。 41
负荷类型、应力集中程度和负荷大小 对疲劳断口形态的影响示意图
断裂区
扩展区
42
几种重要断裂方式的断口特征
43
44
冲击断口
断口三要素分布示意图
若干解理台阶组合在一起，合成的条纹，形状如地图上的河流，故称为河流花样。
• 一般情况下，缺口附近先 这种孪晶主要是前进着的裂缝尖端附近由于塑性形变而形成的机械挛晶。
《金属断口分析》PPT课件
冀教版四年级语文下册期末试卷一、积累运用（50分）1、瞧拼音写词语（10分）cíxiáng niàng mìqíshǔ（）（）红（）（）光shūméi gui líng long yà（）菜（）（）惊（）diàn cōng（）污（）郁2、比一比组词（6分）坠（）洪（）椅（）坚（）供（）骑（）淘（）肠（）挠（）掏（）杨（）饶（）3、在括号里填上合适得词语（3分）（）支撑濒临（）满怀（）（）得抉择（）得脚步（）得泉水4、给括号内填上量词。
（3分）一（）草莓一（）小屋一（）报纸一（）阳光一（）船一（）及时雨一（）神灯一（）小鸟一（）山神一（）火车一（）海蟹一（）脚丫5、选择题（8分）（1）、用“√”将下列词语中加点得字选择正确得读音（4分）拾（shèshí）级而上恐吓（xiàhè）打搅（juéjiǎo）澎湃（pài bài）家雀（qiǎo què）儿堵塞（sāi sè）湖畔（bàn pàn）装饰（shìshi）（2）、把正确答案得序号填在横线上（4分）①“世界就是与平得，人类就是自由得。
只有爱，只有互助，才能达到永久得安乐与与平。
”这句话得作者就是。
A、冯骥才B、金波C、冰心②下面得课文中，不就是冰心写得。
A、《大舞台》B、《别踩了这朵花》C、《再寄小读者》D、《肥皂泡》③下列词语中，含有喜爱、赞美之情得一组词语就是。
A、波浪无边无际B、活泼足智多谋C、叹气垂头丧气④与“乡村四月闲人少”出自同一首诗得句子就是。
A、醉里吴音相媚好B、虚心竹有低头叶C、绿遍山野白满川6、判断题（把下面正确得说法打上“√”，不正确得打上“×”）（2分）（1）、冰心得原名就是谢婉莹。
（）（2）、“谁不说自己得家乡美呢？”与“谁都说自己得家乡美。
金属材料-相图1PPT课件
度下，同一化学成分合金的显微组织也可能不同
。对如此复杂的情况，只用冷却曲线或语言简单
叙述是很不方便的。因此，出现了用相图这种形
式来表述合金的结晶及冷- 却的相变状况。
20
相图是在平衡态下测画出来的。因此 也称合金的平衡状态图。相图是表示在平 衡状态下合金的化学成分、相、组织与温 度的关系图。由于受到几何表述的限制， 虽然合金系中的组元可以是多个，但是， 只能测画出二元合金的二元相图和三元合 金的三元相图，三元以上的合金通常是不 能直接用相图来表述。即使三元合金的相 图也是很复杂的。
-
10
晶核的形成
晶核的形成分为均匀(自发)成核和非均
匀成核。在均匀的液态母相中自发地形成新相
晶核的过程叫均匀成核，也叫自发成核。在液
态母相随时都存在着瞬时近程有序的原子集团
(即结构起伏)。这种原子集团在没有降到结
晶温度之下时是不稳定的，时生时溶。而当有
了一定的过冷度时，某些进程有序原子集团的
尺寸一旦不小于该温度下的临界晶核尺寸就会
-
35
枝晶偏析会降低合金的力学性能(尤其是塑性 和韧性)和工艺性能。对于有枝晶偏析的铸锭和铸 件可采用在低于固相线100C～200C的温度下进 行较长时间的加热，通过原子的相互扩散而使成 分趋于均匀，消除枝晶偏析。这种热处理方法称 为均匀化退火，也称扩散退火。
-
36
二元共晶相图及合金凝固
共晶转变：由一定成分的液相同时结晶出两个一定 成分固相的转变。
-
31
-
32
从上图可见，WNi=B%的合金化学成分垂线与液相线相
交于L1，与固相线相交于3。当该合金由液相缓慢 冷却(平衡状态)至t1温度时，由液相中开始结晶出
金属断口分析 ppt课件
断口（断裂）的基本特征与机理
穿晶韧窝断裂(b)
拉伸撕裂
(c)
断口（断裂）的基本特征与机理
穿晶韧窝断裂
韧窝的大小 ✓韧窝的大小包括平均直径和深度 ✓深度常以断面到韧窝底部的距离来衡量 ✓影响韧窝大小的主要因素为第二相质点的大小、密 度，基体的塑性变形能力，变形硬化指数，外加应力 大小状态以及加载速度等。 ✓通常对于同一种材料，断裂条件相同时，韧窝尺寸 越大，则表明材料的塑性越好。
断口（断裂）的基本特征与机理
滑移分离
滑移的形式 ✓滑移碎化：当一个晶粒产生滑移变形时，它受到相邻晶粒的 束缚而阻止该晶粒的滑移，这样滑动的晶粒随着滑移变形量的 增加而产生硬化现象；另一方面这个晶粒边界的应力场将促进 相邻晶粒的滑移。与此同时，这个晶粒开动了更多的滑移系来 反抗相邻晶粒的阻力，由此产生了多重滑移而引起滑移碎化。 ✓扭折带：在晶体材料滑移变形时，有时出现滑移部分的晶体 相对于基体旋转一定的角度，滑移区域内的滑移线成S形弯曲， 称为扭折带。扭折带两端的晶体区域具有不同的去向，但扭折 带平面总是大致垂直于主要参与滑移的方向。
✓按断裂所需能量分类，可分为高能、中能及低能断裂等。 ✓按断裂速度分类，可分为快速、慢速以及延迟断裂等。 ✓按断裂形成过程分类，可分为工艺性断裂和服役性断裂。 如在铸造、锻造、焊接、热处理等过程形成的断裂为工艺性 断裂。
断口（断裂）的基本特征与机理
提纲
1.过载断口宏观特征三要素 2.穿晶韧窝断裂 3.滑移分离 4.解理断裂 5.准解理断裂 6.延晶断裂 7.疲劳断裂
断口（断裂）的基本特征与机理
穿晶韧窝断裂 韧窝的形状
✓韧窝的形状主要取决于所受的应力状态 ✓等轴韧窝：在正应力作用下，显微空洞的周边均匀增长，断 裂之后形成近似圆形的等轴韧窝。 ✓剪切韧窝：在切应力作用下形成的，拉伸或冲击断口的剪切 唇上，其形状呈抛物线形。匹配断口上抛物线的凸向相反 。 ✓撕裂韧窝：在撕裂应力作用下形成的，尖锐裂纹的前端及平 面应变条件下低能撕裂断口上，也呈抛物线形。但是在匹配断 口上，一对相匹配的撕裂韧窝不但形状相似，而且抛物线的凸 向也相同。 ✓实际断口上往往是等轴韧窝与拉长韧窝共存，或在拉长韧窝 的周围有少量的等轴韧窝。
铁的金相组织图
Fe C Fe C 、 Fe C 、 FeC 3 2
铁和碳可以形成Fe3C、Fe2C、FeC等金属化
合物。 ……整个铁碳相图可以看成是由等各部分相 图所组成。由于含碳量超过5%的铁碳合金机 械性能和工艺性能差，没有实用价值，因此 在铁碳相图中只研究相图部分，下面要分析 的铁碳相图实际上就是相图，实际上普遍应 用的也是相图。
ES线：碳在奥氏体中的溶解度曲线，又称
Acm温度线，随温度的降低，碳在奥化体中 的溶解度减少 。 GS线：不同含碳量的奥氏体冷却时析出铁素 体的开始线称A3线。 PQ线：碳在铁素体中的溶解度曲线，随温度 的降低，碳在铁素体中的溶解度减少，多余 的碳以Fe3C形式析出，从中析出的Fe3C称为 三次渗碳体，由于铁素体含碳很少，析出 Fe3C的很少，一般忽略，认为从727℃冷却 到室温的显微组织不变。
1. 铁碳合金的基本组织；铁素体、奥氏体、渗碳体、 珠光体、菜氏体的结构和性能特点及显微组织形貌； 2. 铁碳合金相图中各点、线 、区的含义，了解成份、 温度、组织、相之间的关系和变化规律，根据相图， 分析各种典型成份的铁碳合金的结晶过程； 3. 铁碳合金的成份、组织与性能之间的关系； 4. 钢中常见杂质对钢的性能的影响； 5. 碳钢的分类，编号和用途； 6. 铁碳相图的应用。
由于含碳量超过5%的铁碳合金机械性能
和工艺性能差，没有实用价值，因此在 铁碳相图中只研究Fe-Fe3C相图部分， 下面要分析的铁碳相图实际上就是FeFe3C相图，实际上普遍应用的也是FeFe3C相图。
1600 A (0.09) L+δ
温 度
H
1400 1200
B
(0.53)
L C(4.3)L+Fe3C